Question

15．如圖所示，一根空心鋁管豎直放置，把一枚小圓柱形的永磁體從距離鋁管上端為h處由靜止釋放，經過一段時間后，永磁體穿出鋁管下端口．假設永磁體在鋁管內下落過程中始終沿著鋁管的軸線運動，不與鋁管內壁接觸，且無翻轉．忽略空氣阻力，則下列說法中正確的是（　�。�

• A． 若僅增大h，則永磁體穿出鋁管時的速度一定變大
• B． 若僅增大h，則永磁體穿過鋁管的過程中產生的焦耳熱減少
• C． 在永磁體穿過鋁管的過程中，永磁體一定做勻加速運動
• D． 在永磁體穿過鋁管的過程中，一定有機械能轉換成電能

Answer 1

分析 磁鐵穿過鋁管時，會產生感應電流，進而產生安培力，根據安培力和重力的作用，判定磁體的運動情況，結合能量守恒定律確定能量關系．

解答 解：從h處由靜止釋放，有運動學公式得：$v=\sqrt{2gh}$，進入鋁管后，磁鐵在下落時，導致鋁管內的磁通量在變化，從而產生感應電流，會產生安培力進而阻礙磁鐵的下落，根據法拉第電磁感應定律，磁體的運行速度影響磁通量的變化，進而影響感應電流和安培力的大小，有感應電流產生則一定有電能，故一定有機械能轉換成電能，故D正確；
又由于無法確定安培力和重力的關系，則磁體的運動可能是一直勻加速，或者先勻加速再勻速，還有可能先勻減速再勻速，故A錯誤，C錯誤；
有能量守恒定律可知，減少的機械能轉化為動能和焦耳熱，但不確定速度的變化情況，無法確定動能的變化，進而無法確定焦耳熱的大小，故B錯誤；
故選：D

點評 本題是電磁感應和能量相結合的題目，但磁體運動中現(xiàn)有知識無法具體計算安培力大小，故只能通過定性分析得出答案，其次在受力分析后確定運動形式時，要考慮全面．