题目内容
【题目】如图所示,质量为m=100 g的铝环,用细线悬挂起来,环中央距地面高度h=0.8 m,有一质量为M=200 g的小磁铁(长度可忽略),以10 m/s 的水平速度射入并穿过铝环,落地点距铝环原位置的水平距离为3.6 m,则磁铁与铝环发生相互作用时(小磁铁穿过铝环后的运动看做平抛运动)
(1)铝环向哪边偏斜?
(2)若铝环在磁铁穿过后速度为2 m/s,在磁铁穿过铝环的整个过程中,环中产生了多少电能?(g取10 m/s2)
【答案】
(1)
由楞次定律可知,当小磁铁向右运动时,穿过环的磁通量增大,所以铝环向右偏斜以阻碍其增大;
(2)
由磁铁穿过铝环后做平抛运动;
所以飞行时间为t,则
飞行的水平距离S=3.6m
所以磁铁穿过铝环后的速度为
铝环在磁铁穿过后速度为
由能量守恒可得产生的电能 。
【解析】利用能量守恒观点解决电磁学问题是很重要的一种方法,同时也能使问题简化。
【考点精析】本题主要考查了楞次定律和电磁感应与力学的相关知识点,需要掌握楞次定律适用于一般情况的感应电流方向的判定,而右手定则只适用于导线切割磁感线运动的情况,此种情况用右手定则判定比用楞次定律判定简便;用法拉第电磁感应定律和楞次定律求感应电动势的大小和方向;求回路中电流强度;分析研究导体受力情况(包含安培力,用左手定则确定其方向);列动力学方程或平衡方程求解才能正确解答此题.
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