Question

【題目】如圖所示，質(zhì)量為m＝100 g的鋁環(huán)，用細線懸掛起來，環(huán)中央距地面高度h＝0.8 m，有一質(zhì)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(huán)，落地點距鋁環(huán)原位置的水平距離為3.6 m，則磁鐵與鋁環(huán)發(fā)生相互作用時(小磁鐵穿過鋁環(huán)后的運動看做平拋運動)

（1）鋁環(huán)向哪邊偏斜？
（2）若鋁環(huán)在磁鐵穿過后速度為2 m/s，在磁鐵穿過鋁環(huán)的整個過程中，環(huán)中產(chǎn)生了多少電能？(g取10 m/s2)

Answer 1

【答案】
（1）

由楞次定律可知，當小磁鐵向右運動時，穿過環(huán)的磁通量增大，所以鋁環(huán)向右偏斜以阻礙其增大；

（2）

由磁鐵穿過鋁環(huán)后做平拋運動；

所以飛行時間為t，則

飛行的水平距離S=3.6m

所以磁鐵穿過鋁環(huán)后的速度為

鋁環(huán)在磁鐵穿過后速度為

由能量守恒可得產(chǎn)生的電能 。

【解析】利用能量守恒觀點解決電磁學問題是很重要的一種方法，同時也能使問題簡化。
【考點精析】本題主要考查了楞次定律和電磁感應與力學的相關知識點，需要掌握楞次定律適用于一般情況的感應電流方向的判定，而右手定則只適用于導線切割磁感線運動的情況，此種情況用右手定則判定比用楞次定律判定簡便；用法拉第電磁感應定律和楞次定律求感應電動勢的大小和方向；求回路中電流強度；分析研究導體受力情況（包含安培力，用左手定則確定其方向）；列動力學方程或平衡方程求解才能正確解答此題．