问题 问答题

如图所示,光滑弧形轨道和一足够长的光滑水平轨道相连,水平轨道上方有足够长的光滑绝缘体MN,上挂一光滑铝环A,在弧形轨道上高为h的地方无初速释放磁铁B(可视为质点),B下滑至水平轨道时恰沿A的中心轴线运动,设A、B的质量分别为MA、MB,求A获得最大速度和全过程中产生的电能.(忽略B沿弧形轨道下滑时环A产生的感应电流)

答案

当B和A的速度相等时,A的速度最大,B下滑机械能守恒:

MBgh=

1
2
MBVB2

AB系统动量守恒:

MBVB=(MA+MB)VAB

系统减少的机械能 转化为电能:

△E=MBgh-

1
2
(MA+MB)VAB2

解得:

VAB=

MB
MA+MB
2gh

△E=

MAMB
MA+MB
gh

答:A的最大速度是得

MB
MA+MB
2gh
;全程中产生的电能是
MAMB
MA+MB
gh.

单项选择题
判断题