Question

如圖所示，一根足夠長的水平滑桿SS′上套有一質量為m的光滑金屬圓環，在滑桿的正下方與其平行放置一足夠長的光滑水平的木制軌道PP′,PP′穿過金屬環的圓心，現使質量為M的條形磁鐵以水平速度v₀沿木制軌道向右運動。則（    ）

A.磁鐵穿過金屬環后，兩者將先后停下來     B.磁鐵將推動金屬環一起運動

C.磁鐵與金屬環的最終速度為        D.整個過程最多能產生熱量

Answer 1

B、C、D

解析：由于電磁感應現象，m所受安培力阻礙磁鐵對其的相對運動，安培力水平向右，m做加速運動，而該安培力的反作用力作用于磁鐵，磁鐵做減速運動，最終兩者達到共同速度。整個過程類似于碰撞，可以將力學中的子彈打擊木塊的模型遷移過來。根據動量守恒：m·0+Mv₀=(M+m)，即=;在此過程中損失的機械能全部轉化為熱能。Q=ΔE=-(M+m)+=-。所以正確選項為B、C、D。