如图所示，质量为100g的铝环，用细线悬挂起来，环中央距地面h为0.8m．有一质量200g的磁铁以10m/s的水平速度射入并穿过铝环后铝环获得速度为2m/s，磁铁则落在距铝环原位置水平距离3.6m处，

Question

如图所示，质量为100g的铝环，用细线悬挂起来，环中央距地面h为0.8m．有一质量200g的磁铁以10m/s的水平速度射入并穿过铝环后铝环获得速度为2m/s，磁铁则落在距铝环原位置水平距离3.6m处，问：

（1）铝环向哪边偏斜？它能上升多高？
（2）在磁铁穿过铝环的整个过程中铝环产生了多少热量？

Answer 1

（1）当磁铁穿过铝环时，根据楞次定律可知铝环将受到安培力作用，此安培力阻碍磁铁与铝环间的相对运动，所以铝环向右偏斜．
铝环在随后的运动过程中机械能守恒，得：(1)/(2)m

v

2 2

=mgh
代入数据得：h=0.2m
（2）设磁铁穿过铝环后的速度大小为v₁．铝环的速度大小为v₂；磁铁穿过铝环后做平抛运动，则得：
h=(1)/(2)gt²
得：
t=√((2h)/(g))=√((2×0.8)/(10))s=0.4s
所以有：
v₁=(l)/(t)=(3.6)/(0.4)=9m/s
根据能量守恒定律得：
E_电=(1)/(2)M

v

2 0

-(1)/(2)M

v

2 1

-(1)/(2)m

v

2 2

=(1)/(2)×0.2×（10²-9²）-(1)/(2)×0.1×2²=1.7J
答：（1）铝环向右偏斜．它能上升高0.2m；
（2）在磁铁穿过铝环的整个过程中，环中产生了1.7 J电能．