Question

【題目】如圖所示，質量m＝100 g的鋁環，用細線懸掛起來，環中央距地面高度h＝0.8 m，有一質量為M＝200 g的小磁鐵(長度可忽略)，以10 m/s的水平速度射入并穿過鋁環，落地點距鋁環原來位置的水平距離為3.6 m，則磁鐵與鋁環發生相互作用時(小磁鐵穿過鋁環后的運動看做平拋運動)．

（1）鋁環向哪邊偏斜？

（2）若鋁環在磁鐵穿過后速度為2 m/s，在磁鐵穿過鋁環的整個過程中，環中產生了多少電能？(g＝10 m/s2)

Answer 1

【答案】（1）鋁環向右偏（2）1.7 J

【解析】試題分析：磁鐵與鋁環發生相互作用時，鋁環中產生感應電流，受到安培力，此安培力阻礙磁鐵與鋁環間的相對運動．根據楞次定律分析鋁環偏斜的方向．磁鐵穿過鋁環后做平拋運動，由平拋運動的規律求出鋁環平拋運動的初速度，再根據系統的能量守恒求解環中產生的電能．

（1）由楞次定律可知，當小磁鐵向右運動時，鋁環向右偏(阻礙相對運動)．

（2）由能量守恒定律可得，系統損失的機械能產生了電能．

其中v1為穿過鋁環后小磁鐵的水平速度，由平拋運動的知識，得

解得.

聯立解得