Question

【題目】如圖所示，在豎直平面內(nèi)有一個半徑為r，質(zhì)量為m0的金屬圓環(huán)，圓環(huán)平面與紙面平行，圓環(huán)部分處在磁感應強度為B的勻強磁場中，磁場方向垂直紙面向里，磁場的水平邊界與圓環(huán)相交于M、N點，圓心角∠MON=120°。用絕緣輕繩把放在斜面上的滑塊通過定滑輪與圓環(huán)相連。當圓環(huán)中通有逆時針方向大小為I的電流時，滑塊保持靜止。已知斜面傾角為30°，斜面和滑輪均光滑。求：

（1）滑塊的質(zhì)量；

（2）若圓環(huán)電流I大小不變，方向突然變?yōu)轫槙r針方向時，滑塊的瞬時加速度為多大。

Answer 1

【答案】（1）2m0（2）

【解析】

（1）設滑塊質(zhì)量為m，圓環(huán)處在磁場中部分所受安培力為：

①，

方向豎直向上，

系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)：

②

聯(lián)立①②式得：

③

（2）電流I反向后，安培力大小不變，方向相反，對系統(tǒng)由牛頓第二定律

④

聯(lián)立①③④式得：