一质量为m、半径为r,电阻为R的金属圆环,竖直自由下落,经过一个磁感应强度为B的匀强磁场,当圆环进入磁场区域的竖直高度为d时,圆环所受的合外力为零,此时圆环的速度大小

◎ 题目

一质量为m、半径为r,电阻为R的金属圆环,竖直自由下落,经过一个磁感应强度为B的匀强磁场,当圆环进入磁场区域的竖直高度为d时,圆环所受的合外力为零,此时圆环的速度大小为______.
魔方格

◎ 答案

当圆环进入磁场区域的竖直高度为d时,有效的切割长度为L=2

r2-(r-d)2
=2

2rd-d2

圆环中产生的感应电动势为E=BLv,
感应电流为I=
E
R

圆环受到的安培力大小为F=BIL
联立得到F=
B2L2v
R

由题,圆环所受的合外力为零,则有F=mg
得到到
B2L2v
R
=mg
所以速度v=
mgR
B2L2
=
mgR
4B2(2r-d)d

故答案为:
mgR
4B2(2r-d)d

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“一质量为m、半径为r,电阻为R的金属圆环,竖直自由下落,经过一个磁感应强度为B的匀强磁场,当圆环进入磁场区域的竖直高度为d时,圆环所受的合外力为零,此时圆环的速度大小…”主要考查了你对  【共点力的平衡】,【导体切割磁感线时的感应电动势】  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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