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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?
dgρ/B2
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=.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

关于电磁感应,下列说法不正确的有(     )
A. 闭合回路中的磁通量变化时就有感应电流,停止变化感应电流就消失
B. 之所以会有感应电流是由于电路中产生了感应电动势,所以没有感应电流就说明没有感应电动势
C. 导体切割磁感线时会有电磁感应现象,其机理可由洛伦兹力解释

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,导体AB与U形金属导轨接触,共同放在磁感应强度为0.5 T的匀强磁场中,导轨宽度为50 cm,线框平面、导体速度方向均与磁场方向垂直.

导体切割磁感线
(1)如果导体AB以4.0 m/s的速度向右匀速运动,求导体中感应电动势大小;
(2)如果导体AB运动到某一位置时,电路的总电阻为0.5 Ω,求此时导体受到的安培力.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

.如图8所示,闭合金属环从高h的光滑曲面滚下,又沿曲面的另一侧上升,整个装置均处在如图8所示的磁场中.设闭合金属环的初速度为零,阻力不计,则(  )

图8
A.若是匀强磁场,环滚上的高度小于h?
B.若是匀强磁场,环滚上的高度等于h?
C.若是非匀强磁场,环滚上的高度等于h?
D.若是非匀强磁场,环滚上的高度小于h?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图12-1所示,金属杆abcd可以在光滑导轨PQRS上滑动,匀强磁场方向垂直纸面向里,当abcd分别以速度v1v2滑动时,发现回路感生电流方向为逆时针方向,则v1v2的大小、方向可能是(  )

图12-1
A.v1v2,v1向右,v2向左
B.v1v2,v1v2都向左
C.v1=v2,v1v2都向右
D.v1=v2,v1v2都向左

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图9-3-14所示,在磁感应强度为B的水平方向的匀强磁场中竖直放置两平行导轨,磁场方向与导轨所在平面垂直.导轨上端跨接一阻值为R的电阻(导轨电阻不计).两金属棒ab的电阻均为R,质量分别为ma=2×10-2 kg和mb=1×10-2 kg,它们与导轨相连,并可沿导轨无摩擦滑动.闭合开关S,先固定b,用一恒力F向上拉a,稳定后av1="10" m/s的速度匀速运动,此时再释放bb恰好保持静止,设导轨足够长,取g="10" m/s2.

图9-3-14
(1)求拉力F的大小;
(2)若将金属棒a固定,让金属棒b自由滑下(开关仍闭合),求b滑行的最大速度v2.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,一个用柔软的细导线制成的闭合圆形线圈的半径为r、电阻为R,位于匀强磁场内,磁感强度大小为B,方向垂直于线圈平面向里.现用两手分别拉着线圈的两端,在时间t内把它拉成一条线.下面的哪些表达式是正确的?
A.通过线圈某截面的电流最大值为Im=2πr2B/(tR)
B.通过线圈某截面的电荷总量为q=πr2B/R
C.生成的焦耳热Q=π2r4B2/(tR)
D.外力对线圈做功的平均功率P平均2r4B2/(t2R)
 

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

磁悬浮列车是一种高速运载工具。它具有两个重要系统:一是悬浮系统,利用磁力使车体在导轨上悬浮起来;另一是驱动系统,在沿轨道上安装的三相绕组中,通上三相交流电,产生随时间和空间做周期性变化的磁场,磁场与固连在车体下端的感应金属板相互作用,使车体获得牵引力。


设图中平面代表轨道平面,轴与轨道平行,现有一与轨道平面垂直的磁场正以速度方向匀速运动,设在时,该磁场的磁感应强度B的大小随空间位置x的变化规律为(式中B0k为已知常量),且在y轴处,该磁场垂直平面指向纸里。与轨道平面平行的一金属矩形框MNPQ处在该磁场中,已知该金属框的MN边与轨道垂直,长度为L,固定在y轴上,MQ边与轨道平行,长度为d=,金属框的电阻为R,忽略金属框的电感的影响。求:
(1)  t=0时刻,金属框中的感应电流大小和方向;
(2)  金属框中感应电流瞬时值的表达式;
(3)  经过时间,金属框产生的热量;
(4)  画出金属框受安培力F随时间变化的图象。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:实验题

为了探测海洋中水的运动,科学家有时依靠水流通过地磁场产生的感应电动势测水的流速.假设某处地磁场的竖直分量为0.5×10-4 T,两个电极插入相距2.0 m的水流中,且两电极所在的直线与水流方向垂直,如果与两极相连的灵敏电压表示数为5.0×10-5 V,则水流的速度为__________m/s.

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