【原】对2023年全国甲卷21题电磁阻尼试题的赏析

1 早期研究

铜管(或铝管)落磁实验是笔者近期刚研究过的一个实验，当时有网友建议笔者在铜管(或铝管)外缠上线圈再做实验，笔者由于条件所限没有实施，没想到今年的高考物理甲卷和乙卷都考了。

磁铁在铜管中的下落

磁铁和玻璃球的对比

在当时的实验中已经证明，钕磁铁在铜管(或铝管)内做收尾运动，很快就进入了匀速直线运动状态。

2 高考真题

参考答案：A

3 试题解析

A选项：磁体下落过程中，在铝管中运动时，磁体受到两个阻力的作用，一个是铝管电流的阻碍作用，再一个是线圈电流的阻碍作用，显然铝管的阻碍作用更强一些，所以磁体在铝管中运动的速度要比在玻璃管中运动的速度小，所以线圈中出现的电流峰会要小。所以A选项正确。

B选项：磁体下落速度越大，对铝管的切割越厉害，铝管内产生的涡流越大，对磁体的阻碍越大，所以不是匀变速直线运动。

C选项：在玻璃管内受到的阻力应该是漆包线给的电磁阻力，该力与磁体下落的速度以及漆包线的间距有关，应该是变力。

D选项：由A可知，用铝管时，由于处处阻力都较大，所以所用时间应该较长。

4 拓展研究

其实，线圈缠绕在铝管与缠在玻璃管上的区别磁铁的下落速度不同。钕磁铁在铝管中基本上是匀速的，因此钕磁铁穿过单匝线圈时产生的感应电流的峰值也应该是相等的，峰值出现的时间间隔也应该与线圈间隔距离成正比。插图B是符合实际的。

钕磁铁在玻璃管运动时，线圈的匝数太少，仅有8匝，线圈对钕磁铁的下落速度的影响非常微弱，可以忽略不计，可以认为钕磁铁在玻璃管中做自由落体运动。据笔者推测，在真实的实验探究中，试题中的插图C中的峰值连线应该是一条过原点的倾斜的直线，但是试题插图C中画却成了近似抛物线的形状。

孰是孰非，需要进行实验检验。

5 些许疑惑

试题中的插图B和C，是来自于命题人的推理分析或者想象，还是来自于真实的物理探究实验？这道试题的命制是否有真实的实验事实基础？

当漆包线送到手之后，笔者将开展实验检验。