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问题详情:
如图所示,金属圆环放置在水平桌面上,一个质量为m的圆柱形永磁体轴线与圆环轴线重合,永磁体下端为N极,将永磁体由静止释放永磁体下落h高度到达P点时速度大小为v,向下的加速度大小为a,圆环的质量为M,重力加速度为g,不计空气阻力,则( )
A.俯视看,圆环中感应电流沿逆时针方向
B.永磁体下落的整个过程先加速后减速,下降到某一高度时速度可能为零
C.永磁体运动到P点时,圆环对桌面的压力大小为Mg+mg-ma
D.永磁体运动到P点时,圆环中产生的焦耳热为mgh+mv2
【回答】
AC
【分析】
根据楞次定律判断感应电流的方向;可根据假设法判断磁铁下落到某高度时速度不可能为零;根据牛顿第二定律分别为磁铁和圆环列方程求解圆环对地面的压力;根据能量关系求解焦耳热.
【详解】
磁铁下落时,根据楞次定律可得,俯视看,圆环中感应电流沿逆时针方向,选项A正确;永磁体下落的整个过程,开始时速度增加,产生感应电流增加,磁铁受到向上的安培力变大,磁铁的加速度减小,根据楞次定律可知“阻碍”不是“阻止”,即磁铁的速度不可能减到零,否则安培力就是零,物体还会向下运动,选项B错误;永磁体运动到P点时,根据牛顿第二定律:mg-F安=ma;对圆环:Mg+F安=N,则N=Mg+mg-ma,由牛顿第三定律可知圆环对桌面的压力大小为Mg+mg-ma,选项C正确;由能量守恒定律可得,永磁体运动到P点时,圆环中产生的焦耳热为mgh-mv2,选项D错误;故选AC.
【点睛】
此题关键是理解楞次定律,掌握其核心“阻碍”不是“阻止”;并能用牛顿第二定律以及能量守恒关系进行判断.
知识点:楞次定律
题型:选择题
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