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

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

题型:和平区模拟难度:来源:
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
魔方格
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
举一反三
如图所示,在PQ、QR区域中存在着磁感应强度大小相等、方向相反的匀强磁场,磁场方向均垂直于纸面,一正方形导线框abcd位于纸面内,ab边与磁场的边界P重合.导线框与磁场区域的尺寸如图所示.从t=0时刻开始,线框匀速横穿两个磁场区域,以a→b→c→d为线框中的电流i的正方向,向左为导线框所受安培力的正方向,以下i-t和F-t关系示意图中正确的是(  )
A.
魔方格
B.
魔方格
C.
魔方格
D.
魔方格
魔方格
题型:滨州一模难度:| 查看答案
如图所示,MN和PQ为处于同一水平面内的两根平行的光滑金属导轨,导轨的电阻不计.垂直导轨放置一根电阻不变的金属棒ab,金属棒与导轨接触良好.N、Q端接理想变压器的原线圈,理想变压器的输出端有三组副线圈,分别接电阻元件R、电感元件L(电阻不为零)和电容元件C.在水平金属导轨之间加竖直向下的磁感应强度随时间均匀增加的匀强磁场,若用IR、IL、IC分别表示通过R、L和C的电流,则下列判断正确的是(  )
A.若ab棒静止,则IR=0、IL=0、IC=0
B.在ab棒向左匀速运动过程中,IR≠0、IL≠0、IC≠0
C.在ab棒向左匀速运动过程中,IR≠0、IL≠0、IC=0
D.在ab棒向左匀加速运动过程中,则IR≠0、IL≠0、IC=0
魔方格
题型:东莞模拟难度:| 查看答案
如图所示,一条形磁铁从左向右匀速穿过线圈,当磁铁经过A、B两位置时,线圈中(  )
A.感应电流方向相同,感应电流所受作用力的方向相同
B.感应电流方向相反,感应电流所受作用力的方向相反
C.感应电流方向相反,感应电流所受作用力的方向相同
D.感应电流方向相同,感应电流所受作用力的方向相反
魔方格
题型:不详难度:| 查看答案
如图所示,PQRS为一矩形导线框,边PS水平放置,且PS=2PQ.它以恒定的水平速度向右进入以MN为边界足够大的匀强磁场中,磁场方向垂直线框平面,MN直线与水平方向成45°角,从S点刚进磁场开始计时,设电流逆时针方向为正,则线框中的感应电流随时间变化关系图象正确的是(  )
A.
魔方格
B.
魔方格
C.
魔方格
D.
魔方格
魔方格
题型:不详难度:| 查看答案
等腰三角形内有垂直于纸面向外的匀强磁场,它的底边在x轴上且长为2L,高为L,t=0时刻,边长为L的正方形导线框从图示位置沿x轴匀速穿过磁场,取顺时针方向为电流的正方向,则能够正确表示导线框中电流-位移(i-x)关系的是(  )
A.
魔方格
B.
魔方格
C.
魔方格
D.
魔方格
魔方格
题型:潍坊模拟难度:| 查看答案
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