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
◎ 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By的大小只随高度变化,其随高度y变化关系为By=B0(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
设收尾速度为vm,以此速度在△t时间内磁通量的变化量 △Φ=△BS=B0kπ
根据法拉第电磁感应定律有:E=
圆环中感应电流的功率PE=
重力做功的功率PG=mgvm ⑤ 根据能量守恒定律有:PE=PG⑥ 由以上各式解得:vm=
故答案为:顺时针,
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◎ 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。- 最新内容
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