Question

【题目】如图所示，铜线圈水平固定在铁架台（未画出）上，铜线圈的两端经开关K与电阻R相连。条形磁铁从距铜线圈上端一定高度处由静止释放，竖直穿过铜线圈且在下落过程中始终保持直立姿态，若不计空气阻力，则下列说法正确的是

A. 开关K闭合时，条形磁铁穿过铜线圈的过程中通过电阻R的感应电流方向始终为从a到b

B. 开关K闭合时，条形磁铁穿过铜线圈的过程中所受安培力的方向先向上后向下

C. 开关K闭合时，若条形磁铁能加速穿过铜线圈，则条形磁铁重力势能的减少量大于回路中产生的焦耳热

D. 开关K闭合和断开的两种情况下，将条形磁铁分别从同一高度处由静止释放，条形磁铁通过铜线圈的时间相等

Answer 1

【答案】C

【解析】

A.N极靠近铜线圈的过程中，穿过铜线圈的磁通量增加，根据楞次定律可知通过电阻R的感应电流方向为从a到b，S极远离铜线圈的过程中，穿过铜线圈的磁通量减小，根据楞次定律可知通过电阻R的感应电流方向为从b到a，故选项A错误；

B.感应电流的效果总是阻碍条形磁铁的相对运动，进入和穿出的过程中所受的安培力方向总是向上的，故选项B错误；

C.条形磁铁加速穿过铜线圈的过程中，条形磁铁减少的重力势能的一部分转化为自身动能的增加，另一部分转化为焦耳热，条形磁铁重力势能的减少量大于回路中产生的焦耳热，故选项C正确；

D.开关K断开，铜线圈中没有感应电流，条形磁铁仅受重力，与开关K闭合情况比较，开关K断开时条形磁铁运动的加速度更大，速度更快， 运动时间更短，故选项D错误。