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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

    (1)求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小;

    (2)当金属棒下滑速度达到稳定时,电阻R消耗的功率为8 W,求该速度的大小;

    (3)在上问中,若R=2 Ω,金属棒中的电流方向由a到b,求磁感应强度的大小与方向.(g取10 m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)

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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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    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图16-4-26所示，两根相距d=0.20 m的平行金属长导轨固定在同一水平面内，并处于竖直方向的匀强磁场中，磁场的磁感应强度B=0.20 T．导轨上面横放着两条金属细杆，构成矩形回路，每条金属细杆的电阻为r=0.25 Ω，回路的其余部分的电阻可不计．已知两金属细杆在平行于导轨的拉力作用下沿导轨朝相反的方向匀速平移，速度的大小都是v=5.0 m/s，如图所示．不计导轨上的摩擦．求：

    图16-4-26

    (1)作用于每条导轨上的水平拉力的大小；

    (2)两金属细杆在间距增加0.40 m的滑动过程中共产生的焦耳热．

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