材料 问题:如图所示,条形磁铁静止在光滑水平面上,磁铁右端与轻质弹簧在A点处接触…
材料 问题:如图所示,条形磁铁静止在光滑水平面上,磁铁右端与轻质弹簧在A点处接触但无挤压,弹簧右端固定在墙壁上,左边电路电源电压恒定,闭合开关S后,发现条形磁铁从A点处开始向右运动,且到达O点时速度最大,到达B点时速度为0,对于条形磁铁和其受力的描述,下列说法不正确的是( )。
A. 条形磁铁的左端为S极B. 条形磁铁在O点时受到的合外力为0C. 条形磁铁从A点运动到B点的过程中,条形磁铁和弹簧组成的系统机械能守恒D. 若将滑动变阻器的滑片向下移动,则条形磁铁在O点的合外力不为0先想一想,再看答案与解析 ▸
正确答案:C
【正确率 46%】
[图]
A项:如上图所示,根据右手螺旋定则,四指弯向螺线管中电流的方向,大拇指所指的那端就是电磁铁的N极可知,电磁铁的左端为N极,右端为S极。由于条形磁铁向右运动,故条形磁铁受到电磁铁向右的力,根据“同名磁极相互排斥”可知,条形磁铁的左端为S极,右端为N极,正确;
B项:由A项分析可知,条形磁铁受到电磁铁水平向右的排斥力[图]后由静止开始向右运动,说明此时条形磁铁受到的合外力方向向右,且大于零,而在运动过程中条形磁铁开始压缩弹簧,因此条形磁铁会受到弹簧水平向左的弹力[图],此时[图],条形磁铁向右做加速运动,随着条形磁铁向右运动,弹簧压缩量变大,[图]随之变大,当[图]时,条形磁铁受到的合外力为零,但由于条形磁铁有向右的速度,因此条形磁铁继续向右运动,弹簧的弹力[图]会随之增大,此时[图],条形磁铁受到的合外力向左,条形磁铁开始向右做减速运动,直到速度减为0,因此当条形磁铁所受合外力为0时速度最大,即条形磁铁在O点时受到的合外力为0,正确;
C项:条形磁铁从A点运动到B点的过程中,除了弹簧的弹力[图]做功外,还有电磁铁的排斥力[图]做功,故条形磁铁和弹簧组成的系统机械能不守恒,错误;
D项:由B项分析可知,条形磁铁在O点的合外力为0,即在该点处[图],将滑动变阻器的滑片向下移动,其接入电路中的电阻变小,由于电源电压恒定,所以通过电磁铁的电流变大,电磁铁磁性变强,由于磁性越强对条形磁铁的排斥力[图]越大,因此经过同一个点时,条形磁铁在该点所受排斥力[图]会变大,但弹簧的形变量一样时,弹力不变,因此条形磁铁在O点的合外力不为0,正确。
本题为选非题,故正确答案为C。