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地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，二者將先后停下來

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v₀²

Answer 1

BCD

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)v_共,即v_共=;在此過程中損失的機械能全部轉化為熱能,Q=ΔE=-(M+m)v_共²+Mv₀²=-+Mv₀²=v₀².所以正確選項為B、C、D.