Question

【题目】如图所示，在竖直平面内有一个半径为r，质量为m0的金属圆环，圆环平面与纸面平行，圆环部分处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，磁场的水平边界与圆环相交于M、N点，圆心角∠MON=120°。用绝缘轻绳把放在斜面上的滑块通过定滑轮与圆环相连。当圆环中通有逆时针方向大小为I的电流时，滑块保持静止。已知斜面倾角为30°，斜面和滑轮均光滑。求：

（1）滑块的质量；

（2）若圆环电流I大小不变，方向突然变为顺时针方向时，滑块的瞬时加速度为多大。

Answer 1

【答案】（1）2m0（2）

【解析】

（1）设滑块质量为m，圆环处在磁场中部分所受安培力为：

①，

方向竖直向上，

系统处于静止状态：

②

联立①②式得：

③

（2）电流I反向后，安培力大小不变，方向相反，对系统由牛顿第二定律

④

联立①③④式得：