Question

如圖所示，質量為m₀的條形磁鐵與質量為m的鋁環都靜止在光滑的水平面上．在極短的時間內給鋁環以水平向右的沖量I，使環向右運動，在以后的運動中，保持鋁環平面與磁鐵的軸線垂直且鋁環與磁鐵沒有發生碰撞．則下列說法正確的是（　　）

A．在鋁環向右運動過程中磁鐵向左運動

B．磁鐵運動的最大速度為  l m0

C．鋁環在運動過程中能產生的熱量為 l2 2m

D．鋁環在運動過程中，動能最小值為  ml2 2(m0+m)2

Answer 1

A、由題意可知，鋁環向右做加速度減小的減速運動，直到兩者速度相等時，相對靜止，沒有磁場力，從而做勻速直線運動，故A錯誤．
B、顯然當鋁環和磁鐵同速時，鋁環的速度最小（此時鋁環的加速度為0）
根據動量守恒，有：
I=（m+m_o）V_min
解出，V_min=

I

m+m0

所以，鋁環的最小動能為：

1

2

m

v

2min

=

mI2

2(m+m0)2

顯然，磁鐵的最大速度就是鋁環的最小速度，所以，B選項錯誤、D正確．
C．系統產生的熱量等于系統的機械能減少
所以，Q=

I2

2m

-

mI2

2(m+m0)2

不可能等于

I2

2m

，否則，就是說鋁環的機械能完全轉化為熱量，這是不可能的．
所以，C選項錯誤．
故選D