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如图16-4-25，闭合螺线管套在光滑水平的玻璃棒上，一个光滑水平的玻璃板沿螺线管的轴线穿过，玻璃板足够长，质量为M的条形磁铁放在玻璃板上螺线管的一端．现给条形磁铁一个瞬时冲量，使条形磁铁以速度v0穿入螺线管，条形磁铁穿出螺线管时的速度为3v0/4，螺线管的质量为M/2．

图16-4-25

(1)分析、论述相互作用过程中磁铁和螺线管的受力情况与运动情况．

(2)求条形磁铁穿过螺线管的过程中螺线管产生的热量．

解析：(1)磁铁在进入螺线管时，螺线管中有感应电流产生，感应电流产生的磁场阻碍磁铁的进入，使磁铁做减速运动.由牛顿第三定律可知，螺线管在磁铁的反作用力的作用下将沿磁铁进入的方向做加速运动.在磁铁穿出螺线管时，穿过螺线管的磁通量减少，螺线管中有感应电流产生，同样感应电流的磁场阻碍磁铁的穿出，又使磁铁做减速运动，而螺线管做的是加速运动.

(2)对磁铁和螺线管系统，所受合外力为零，系统的动量守恒.则有

    Mv0=M×                                                     ①

    由能量守恒得此过程中螺线管中产生的热量Q=×(v0)2-×Mv2  ②

    由①②式解得Q=Mv02.

答案：(1)略  (2)5Mv02/32

练习册系列答案
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图16-4-9
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图16-4-17

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如图16-4-25，闭合螺线管套在光滑水平的玻璃棒上，一个光滑水平的玻璃板沿螺线管的轴线穿过，玻璃板足够长，质量为M的条形磁铁放在玻璃板上螺线管的一端．现给条形磁铁一个瞬时冲量，使条形磁铁以速度v0穿入螺线管，条形磁铁穿出螺线管时的速度为3v0/4，螺线管的质量为M/2．

图16-4-25

(1)分析、论述相互作用过程中磁铁和螺线管的受力情况与运动情况．

(2)求条形磁铁穿过螺线管的过程中螺线管产生的热量．

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图16-4-26

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