如右图所示,一根很长的竖直放置的圆柱形磁铁产生一个很强的辐射状磁场(磁场方向都是水平向外的),一个与磁铁同轴的圆形铝环,半径为R,在磁场中由静止开始下落,并且圆环平

◎ 题目

如右图所示,一根很长的竖直放置的圆柱形磁铁产生一个很强的辐射状磁场(磁场方向都是水平向外的),一个与磁铁同轴的圆形铝环,半径为R,在磁场中由静止开始下落,并且圆环平面在下落过程中始终保持水平.已知磁场的磁感应强度为B,绕制圆环的铝线密度为d,电阻率为ρ,那么圆环下落的稳定速度为多少?

◎ 答案

dgρ/B2

◎ 解析

设铝线的质量为m、截面积为S,铝环在下落过程中,切割磁感线产生感应电动势,回路中产生感应电流,由右手定则知,方向为顺时针,根据左手定则知,铝环受向上的安培力,且v↑,r↑,FA↑,当mg=FA时,a=0,铝环做匀速运动,则由法拉第电磁感应定律,E=BLv=B·2πR·v ①,由闭合电路欧姆定律, ②,由电阻定律,铝环电阻为R′= ③,由平衡条件,mg=BIL=BI·2πR ④,又m=V·d=2πR·Sd ⑤,解得v=.

◎ 知识点

    专家分析,试题“如右图所示,一根很长的竖直放置的圆柱形磁铁产生一个很强的辐射状磁场(磁场方向都是水平向外的),一个与磁铁同轴的圆形铝环,半径为R,在磁场中由静止开始下落,并且圆环平…”主要考查了你对  【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。

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