Question

如图所示，一根足够长的水平滑杆上套有一质量为的光滑金属圆环，在滑杆的正下方与其平行放置一足够长的光滑水平的绝缘轨道，穿过金属环的圆心．现使质量为的条形磁铁以水平速度沿绝缘轨道向右运动，则(　　)

A.磁铁穿过金属环后，两者将先后停下来

B.磁铁将不会穿越滑环运动

C.磁铁与圆环的最终速度为

D.整个过程最多能产生热量

Answer

CD

【解析】

金属圆环光滑，一足够长的水平的绝缘轨道光滑，所以圆环与磁铁组成的系统水平方向受到的合力为0，满足动量守恒，根据动量守恒定律与能量的转化与守恒定律即可解答．

A．金属环是光滑的，足够长的水平的绝缘轨道是光滑的，在磁铁穿过金属环后，二者由于不受摩擦力的作用，两者将不会停下来，A错误；

B．磁铁在靠近金属环的过程中金属环的感应电流方向产生的磁场与原磁场的方向相反，所以磁铁受到阻力的作用，同理，在离开金属环的过程中金属环的感应电流方向产生的磁场与原磁场的方向相同，也是受到阻力的作用，但是由于不知道初速度以及环与磁铁的质量之间的关系，所以不能判断出磁铁是否能够会穿越滑环运动，B错误；

C．选取磁铁与圆环组成的系统为研究的系统，系统在水平方向受到的合力为0，满足动量守恒；选取磁铁M运动的方向为正方向，则最终可能到达共同速度时

得

C正确；

D．磁铁若能穿过金属环，运动的过程中系统的产生的热量等于系统损失的动能，二者的末速度相等时损失的动能最大，为

D正确．