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让一块很小的磁铁在一根很长的竖直铜管内下落 若不计空气阻力 试定性说明磁铁进入铜管上部 中部
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让一块很小的磁铁在一根很长的竖直铜管内下落,若不计空气阻力,试定性说明磁铁进入铜管上部、中部和下部的运动情况,并说明理由。
参考答案
铜管可看成是无数平行的线圈。磁铁下落,在铜管上产生感应电流,该感应电流的磁场对磁铁产生向上的斥力,阻碍磁铁下落。磁铁加速下落,此斥力愈来愈大,使磁铁向下的加速度越来越小,最终该斥力与重力平衡。
在铜管上部,磁铁向下的加速度从开始的重力加速度逐渐减小,磁铁向下的速度从开始的零逐渐增大;在铜管中部,磁铁向下的速度越来越大,加速度越来越小;在铜管下部,磁铁的加速度为0,速度达到最大值,匀速下落。