如圖所示,金屬圓環放置在水平桌面上,一個質量為m的圓柱形永磁體軸線與圓環軸線重合,永磁體下端為N極,將永磁體由...
問題詳情:
如圖所示,金屬圓環放置在水平桌面上,一個質量為m的圓柱形永磁體軸線與圓環軸線重合,永磁體下端為N極,將永磁體由靜止釋放永磁體下落h高度到達P點時速度大小為v,向下的加速度大小為a,圓環的質量為M,重力加速度為g,不計空氣阻力,則( )
A.俯視看,圓環中感應電流沿逆時針方向
B.永磁體下落的整個過程先加速後減速,下降到某一高度時速度可能為零
C.永磁體運動到P點時,圓環對桌面的壓力大小為Mg+mg-ma
D.永磁體運動到P點時,圓環中產生的焦耳熱為mgh+mv2
【回答】
AC
【分析】
根據楞次定律判斷感應電流的方向;可根據假設法判斷磁鐵下落到某高度時速度不可能為零;根據牛頓第二定律分別為磁鐵和圓環列方程求解圓環對地面的壓力;根據能量關係求解焦耳熱.
【詳解】
磁鐵下落時,根據楞次定律可得,俯視看,圓環中感應電流沿逆時針方向,選項A正確;永磁體下落的整個過程,開始時速度增加,產生感應電流增加,磁鐵受到向上的安培力變大,磁鐵的加速度減小,根據楞次定律可知“阻礙”不是“阻止”,即磁鐵的速度不可能減到零,否則安培力就是零,物體還會向下運動,選項B錯誤;永磁體運動到P點時,根據牛頓第二定律:mg-F安=ma;對圓環:Mg+F安=N,則N=Mg+mg-ma,由牛頓第三定律可知圓環對桌面的壓力大小為Mg+mg-ma,選項C正確;由能量守恆定律可得,永磁體運動到P點時,圓環中產生的焦耳熱為mgh-mv2,選項D錯誤;故選AC.
【點睛】
此題關鍵是理解楞次定律,掌握其核心“阻礙”不是“阻止”;並能用牛頓第二定律以及能量守恆關係進行判斷.
知識點:楞次定律
題型:選擇題
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