Question

如圖所示，質量為m的銅質小閉合線圈靜置于粗糙水平桌面上。當一個豎直放置的條形磁鐵貼近線圈，沿線圈中線由左至右從線圈正上方等高、快速經過時，線圈始終保持不動。則關于線圈在此過程中受到的支持力N和摩擦力f的情況，以下判斷正確的是（    ）

A．N先大于mg ，后小于mg

B．N一直大于mg

C．f先向左，后向右

D．f一直向左

Answer 1

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試題分析：當磁鐵靠近線圈時和遠離線圈時，穿過線圈的磁通量發生變化，線圈中產生感應電流，線圈受到安培力作用，根據楞次定律，安培力總是阻礙導體與磁體間的相對運動，分析線圈受到的安培力方向，再分析支持力N和摩擦力f的情。當磁鐵靠近線圈時，穿過線圈的磁通量增加，線圈中產生感應電流，線圈受到磁鐵的安培力作用，根據楞次定律和左手定則可知，線圈受到的安培力斜向右下方，則線圈對桌面的壓力增大，即N大于mg．線圈相對桌面有向右運動趨勢，受到桌面向左的靜摩擦力；當磁鐵遠離線圈時，穿過線圈的磁通量減小，線圈中產生感應電流，線圈受到磁鐵的安培力作用，根據楞次定律可知和左手定則，線圈受到的安培力斜向右上方，則線圈對桌面的壓力減小，即N小于mg，線圈相對桌面仍有向右運動趨勢，受到桌面向左的靜摩擦力，故A、D正確，B、C錯誤。本題應用楞次定律的第二種表述判斷，“來拒去留”，也可以運用楞次定律、左手定則、安培則進行判斷。