通电线圈中磁铁的运动

题目

通电线圈中磁铁的运动
我现在碰到个问题难以解决.
一通电螺线管水平放置,通入一电流为I的直流电,在内部放入一有N S极的质量为m的条形磁铁,磁铁在电磁力的作用下运动,要使运动的最大速度为2m/s,问螺线管的匝数N和电流I之间要满足什么样的关系式!
大哥,你没有考虑到一点,就是磁铁必须在运动到离开线圈的一瞬间达到最大值2m/s,如果磁铁离开线圈后就不会受到力了,不会做加速运动了.现在实际我做过实验,比如通电流后磁铁向右运动,通相反电流后磁铁向左运动,考虑力矩的话这根本就解决不了的,而且你说的磁铁静止不动应该是磁铁的磁性很弱吧!

答案

好问题!
事实上一个通电的螺线管中(如果足够长)是一个均匀的磁场,分两种情形:
1.磁场方向和磁铁的一致,磁铁会呆在螺线管中间不动
2.方向相反.受力不止和螺线管的NI有关系也和磁铁的磁能积有关.
再分两种情况:
a.磁铁受到不变的力那么是个加速的运动,很难计算什么时候达到2m/s的速度
b.实际上磁铁会受到力矩的作用,首先是转向而不是加速运动.那么如果尺寸大的话会卡住,尺寸小的话就转向停留在螺线管中间.
哈哈.居然如此