Question

20．如图所示，铜线圈水平固定在铁架台上，铜线圈的两端连接在电流传感器上，传感器与数据采集器相连，采集的数据可通过计算机处理，从而得到铜线圈中的电流随时间变化的图线．利用该装置探究条形磁铁从距铜 线圈上端某一高度处由静止释放后，沿铜线圈轴线竖直向下穿过铜线圈的过程中产生的电磁感应现象．两次实验中分别得到了如图甲、乙所示的电流-时间图线．条形磁铁在竖直下落过程中始终保持直立姿态，且所受空气阻力可忽略不计． 则下列说法正确的是（　　）

• A． 若两次实验条形磁铁距铜线圈上端的高度不同，其他实验条件均相同，则甲图对应实 验条形磁铁距铜线圈上端的高度大于乙图对应实验条形磁铁距铜线圈上端的高度
• B． 若两次实验条形磁铁的磁性强弱不同，其他实验条形磁铁的磁性比乙图对应实验条形磁铁的磁性强
• C． 甲图对应实验条形磁铁穿过铜线圈的过程中损失的机械能小于乙图对应实验条形磁铁 穿过铜线圈的过程中损失的机械能
• D． 两次实验条形磁铁穿过铜线圈的过程中所受的磁场力都是先向上后向下

Answer 1

分析 根据法拉第电磁感应定律，求得感应电流的大小，结合楞次定律的“来拒去留”可判定磁场力的方向，依据能量守恒定律，即可一一求解．

解答 解：A、当两次实验条形磁铁距铜线圈上端的高度不同，其他实验条件均相同，根据法拉第电磁感应定律，可知，感应电流越大的，感应电动势越大，则磁通量的变化率越大，由于甲图感应电流小于乙图的，因此甲图对应实验条形磁铁距铜线圈上端的高度小于乙图对应实验条形磁铁距铜线圈上端的高度，故A错误；
B、由上分析可知，若两次实验条形磁铁的磁性强弱不同，其他实验条件均相同，则甲图对应实验条形磁铁的磁性比乙图对应实验条形磁铁的磁性弱，故B错误；
C、根据能量守恒定律，可知，当感应电流越大时，电能转化为热能越多，那么机械能减小的越多，因此甲图损失的机械能小于乙图，故C正确；
D、根据楞次定律的“来拒去留”可知，条形磁铁穿过铜线圈的过程中所受的磁场力都是向上，故D错误；
故选：C．

点评 考查法拉第电磁感应定律与楞次定律的应用，掌握控制变量法的方法，理解楞次定律的“来拒去留”的含义，注意能量守恒定律中，热能的来源．