近日，笔者看到网友们分享的2023年新课标·老高考模拟考试物理卷，其中的电磁感应实验选择题引发了笔者的思考，该题涉及到的实验笔者曾经亲自做过，颇有波折，深有感触。该实验其实取材于高中物理新教材电磁感应部分的一个探究实验，只不过原实验中使用的是电流表，而本试题中使用的是电流传感器。
根据楞次定律，感应电流的磁场总是阻碍磁铁的下落，磁铁受到的线圈作用力总是朝上的。所以A选项错误。由对称性可知，磁铁极性翻转后，感应电流的方向也随之翻转。B选项正确。若线圈匝数加倍，则感应电动势加倍，而线圈内阻也加倍，则线圈中的感应电流峰值不变。所以C选项错误。
若磁铁释放高度加倍，则磁铁在线圈中穿行的速度变为根号二倍，感应电流峰值应该增大为原来的根号二倍。所以D选项错误。该题取材于教材，实验情景真实可信，需要弘扬，但是试题中有值得商榷和拓展之处，需要在试题评析时注意。当磁铁从高处竖直加速下落穿越线圈时，靠近线圈过程中产生的感应电流与远离线圈过程中产生的感应电流相比，方向是相反的，靠近线圈过程中产生的感应电流偏小。观察插图发现，磁铁靠近线圈过程中产生的感应电流偏小，试题插图与事实不符，第一个峰的绝对值应该小于第二个峰的绝对值。对于C选项而言，值得进一步拓展研究。试题中使用的是电流传感器，由于电流传感器的内阻可以忽略，在电动势加倍、线圈内阻加倍的前提下感应电流几乎不变。如果将电流传感器换作电压传感器，由于电压传感器的内阻非常大，线圈的内阻非常小，线圈匝数加倍、线圈内阻加倍对回路总电阻几乎没有影响，这时电压传感器输出的峰值就会加倍了。
|
