【在质量为M=0.8kg的小车上，竖直固定着一个质量为m=0.18kg、宽L=0.05m、总电阻R=1000Ω的n=4000匝矩形线圈．线圈和小车一起静止在光滑水平面上，如图甲所示．现有一子弹以v0=500m/s的水平速射入小】
更新时间：2024-04-19 00:08:00
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问题描述：
在质量为M=0.8kg的小车上，竖直固定着一个质量为m=0.18kg、宽L=0.05m、总电阻R=1000Ω的n=4000匝矩形线圈．线圈和小车一起静止在光滑水平面上，如图甲所示．现有一子弹以v0=500m/s的水平速射入小车中，并立即与小车（包括线圈）一起运动，速度为v1=10m/s，随后穿过与线圈平面垂直，磁感应强度B=1.0T的水平有界匀强磁场，方向垂直纸面向里，如图甲所示，已知子弹射入小车后，小车运动的速度随车的位移s变化为v-s图象如图乙所示，求：
（1）子弹的质量m0：
（2）小车的位移s=10cm时线圈中的电流大小I；
（3）在线圈进入磁场的过程中通过线圈某一截面的电荷量q；
（4）线圈和小车通过磁场的过程中线圈电阻产生的热量Q．
蔡锴回答：
（1）在子弹射入小车的过程中，由子弹、线圈和小车组成的系统动量守恒．
由动量守恒定律得：m0v0=（M+m+m0）v1，
解得：子弹的质量m0=0.02kg；
（2）当s=10cm时，由图象中可知线圈右边切割磁感线的速度v2=8m/s，
由闭合电路欧姆定律得，线圈中的电流：
I=ER
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