Question

【題目】如圖所示，一根足夠長的水平滑桿上套有一質量為的光滑金屬圓環(huán)，在滑桿的正下方與其平行放置一足夠長的光滑水平的絕緣軌道，穿過金屬環(huán)的圓心。現(xiàn)使質量為的條形磁鐵以水平速度沿絕緣軌道向右運動，則(　　)

A. 磁鐵穿過金屬環(huán)后，兩者將先后停下來

B. 磁鐵將不會穿越滑環(huán)運動

C. 磁鐵與圓環(huán)的最終速度為

D. 整個過程最多能產(chǎn)生熱量

Answer 1

【答案】CD

【解析】

金屬圓環(huán)光滑，一足夠長的水平的絕緣軌道光滑，所以圓環(huán)與磁鐵組成的系統(tǒng)水平方向受到的合力為0，滿足動量守恒，根據(jù)動量守恒定律與能量的轉化與守恒定律即可解答．

金屬環(huán)是光滑的，足夠長的水平的絕緣軌道是光滑的，在磁鐵穿過金屬環(huán)后，二者由于不受摩擦力的作用，兩者將不會停下來，A錯誤；磁鐵在靠近金屬環(huán)的過程中金屬環(huán)的感應電流方向產(chǎn)生的磁場與原磁場的方向相反，所以磁鐵受到阻力的作用，同理，在離開金屬環(huán)的過程中金屬環(huán)的感應電流方向產(chǎn)生的磁場與原磁場的方向相同，也是受到阻力的作用，但是由于不知道初速度以及環(huán)與磁鐵的質量之間的關系，所以不能判斷出磁鐵是否能夠會穿越滑環(huán)運動，B錯誤；選取磁鐵與圓環(huán)組成的系統(tǒng)為研究的系統(tǒng)，系統(tǒng)在水平方向受到的合力為0，滿足動量守恒；選取磁鐵M運動的方向為正方向，則最終可能到達共同速度時，得，C正確；磁鐵若能穿過金屬環(huán)，運動的過程中系統(tǒng)的產(chǎn)生的熱量等于系統(tǒng)損失的動能，二者的末速度相等時損失的動能最大，為，D正確．