首页
>
考试
>
物理
>
高中物理
>
力的合成
> 正文
返回
打印
一个质量为m、直径为d、电阻为R的金属圆环，在范围很大的磁场中沿竖直方向下落，磁场的分布情况如图所示，已知磁感应强度竖直方向的分量By的大小只随高度变化，其随高度y变化
网友投稿 2022-10-22 00:00:00 互联网
◎ 题目
一个质量为m、直径为d、电阻为R的金属圆环，在范围很大的磁场中沿竖直方向下落，磁场的分布情况如图所示，已知磁感应强度竖直方向的分量B
y
的大小只随高度变化，其随高度y变化关系为B
y
=B
0
（1+ky）（此处k为比例常数，且k＞0），其中沿圆环轴线的磁场方向始终竖直向上，在下落过程中金属圆环所在的平面始终保持水平，速度越来越大，最终稳定为某一数值，称为收尾速度．俯视观察，圆环中的感应电流方向为______（顺时针，逆时针）；圆环收尾速度的大小为______．
◎ 答案
向下运动的过程中穿过的磁通量在增大，根据楞次定律，得感应电流的方向俯视观察沿顺时针方向．
圆环下落高度为y时的磁通量为：
Φ=BS=Bπ
d
2
4
=
B
0
(1+ky)π
d
2
4
．①
设收尾速度为v
m
，以此速度在△t时间内磁通量的变化量
△Φ=△BS=
B
0
kπ
d
2
4
v
m
△t
②
根据法拉第电磁感应定律有：
E=
△Φ
△t
=
B
0
kπ
d
2
4
v
m
③
圆环中感应电流的功率
P
E
=
E
2
R
④
重力做功的功率P
G
=mgv
m
⑤
根据能量守恒定律有：P
E
=P
G
⑥
由以上各式解得：
v
m
=
16mgR
π
2
d
4
B
20
k
2
．
故答案为：顺时针，
16mgR
π
2
d
4
B
20
k
2
．
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析，试题“一个质量为m、直径为d、电阻为R的金属圆环，在范围很大的磁场中沿竖直方向下落，磁场的分布情况如图所示，已知磁感应强度竖直方向的分量By的大小只随高度变化，其随高度y变化…”主要考查了你对 【滑动摩擦力、动摩擦因数】，【力的合成】，【共点力的平衡】，【法拉第电磁感应定律】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202210/314633.html
十二生肖
十二星座
