问题 选择题

如图所示,质量为m0的条形磁铁与质量为m的铝环都静止在光滑的水平面上.在极短的时间内给铝环以水平向右的冲量I,使环向右运动,在以后的运动中,保持铝环平面与磁铁的轴线垂直且铝环与磁铁没有发生碰撞.则下列说法正确的是(  )

A.在铝环向右运动过程中磁铁向左运动

B.磁铁运动的最大速度为 

l
m0

C.铝环在运动过程中能产生的热量为

l2
2m

D.铝环在运动过程中,动能最小值为 

ml2
2(m0+m)2

答案

A、由题意可知,铝环向右做加速度减小的减速运动,直到两者速度相等时,相对静止,没有磁场力,从而做匀速直线运动,故A错误.

B、显然当铝环和磁铁同速时,铝环的速度最小(此时铝环的加速度为0)

根据动量守恒,有:

I=(m+mo)Vmin

解出,Vmin=

I
m+m0

所以,铝环的最小动能为:

1
2
m
v2min
=
mI2
2(m+m0)2

显然,磁铁的最大速度就是铝环的最小速度,所以,B选项错误、D正确.

C.系统产生的热量等于系统的机械能减少

所以,Q=

I2
2m
-
mI2
2(m+m0)2

不可能等于

I2
2m
,否则,就是说铝环的机械能完全转化为热量,这是不可能的.

所以,C选项错误.

故选D

单项选择题
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