一個質(zhì)量為m、直徑為d、電阻為R的金屬圓環(huán)，在范圍足夠大的磁場中豎直向下落，磁場的分布情況如圖所示.已知磁感應(yīng)強度豎直方向分量By的大小只隨高度y變化，其隨高度y變化關(guān)系為By=?B0(1+ky)?(此處k為比例常數(shù)，且k＞0)，其中沿圓環(huán)軸線的磁場方向始終豎直向上.金屬圓環(huán)在下落過程中的環(huán)面始終保持水平，速度越來越大，最終穩(wěn)定為某一數(shù)值，稱為收尾速度.求：

(1)圓環(huán)中感應(yīng)電流的方向；
(2)圓環(huán)收尾速度的大小.
(1)順時針(俯視觀察)
(2)16mgR/π2k2B02d4
(1)根據(jù)楞次定律可知感應(yīng)電流的方向為順時針(俯視觀察).
(2)圓環(huán)下落高度為y時的磁通量為
Φ=BS=Bπ=B0(1+ky)π                                                 ①
設(shè)收尾速度為vm，以此速度運動Δt時間內(nèi)磁通量的變化為：ΔΦ=ΔBS=B0kπvmΔt ②
根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有
E==B0kπvm                                                       ③
圓環(huán)中感應(yīng)電流的電功率為                                      ④
重力做功的功率為PG=mgvm                                              ⑤
根據(jù)能的轉(zhuǎn)化和守恒定律有PE=PG                                        ⑥
由①—⑥解得vm=16mgR/π2k2B02d4.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，銅質(zhì)金屬環(huán)從條形磁鐵的正上方由靜止開始下落，下列說法中正確的是
A．當(dāng)金屬環(huán)經(jīng)過磁鐵的上端位置A以后，環(huán)中便不再有電流。
B．當(dāng)金屬環(huán)在磁鐵的中間位置O時，磁鐵對桌面的壓力等于其自身的重力。
C．當(dāng)金屬環(huán)經(jīng)過磁鐵的上端位置A時，環(huán)中的電流將改變方向。
D．金屬環(huán)在下落過程磁鐵對桌面的壓力始終大于其自身的重力。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，某同學(xué)用一個閉合線圈圈套住蹄形磁鐵，由1位置經(jīng)2位置到3位置，最后從下方S極拉出，則在這一過程中，線圈的感應(yīng)電流的方向是
A．沿abcd不變B．沿adcb不變
C．先沿abcd，后沿adcbD．先沿adcb，后沿abcd

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖10所示，在水平面上有一固定的U形金屬框架，框架上置一金屬桿ab，不計摩擦.在豎直方向上有勻強磁場，則（　�。�?

圖10
A．若磁場方向豎直向上并增大時，桿ab將向右移動?
B．若磁場方向豎直向上并減小時，桿ab將向右移動?
C．若磁場方向豎直向下并增大時，桿ab將向右移動?
D．若磁場方向豎直向下并減小時，桿ab將向左移動?

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：實驗題

.如圖所示，試判斷當(dāng)開關(guān)閉合和斷開瞬間，矩形線圈ABCD中的電流方向.

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：實驗題

如圖所示，螺線管中放有一根條形磁鐵，當(dāng)磁鐵突然向左抽出時，試比較A、B兩點的電勢高低；當(dāng)磁鐵突然向右抽出時，A、B兩點的電勢高低．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，邊長為a的等邊三角形區(qū)域內(nèi)有勻強磁場B，方向垂直紙面向外，邊長也是a的等邊三角形導(dǎo)體框架ABC，在t=0時恰好與磁場的邊界重合，而后以周期T繞其中心順時針方向勻速旋轉(zhuǎn)，于是框架ABC中有感應(yīng)電流．規(guī)定電流按A-B-C-A方向流動時電流為正值，反向流動時為負值．設(shè)框架ABC的總電阻為R，試求t=0到t1=T/6時間內(nèi)平均電流和從t=0到t1=T/2時間內(nèi)平均電流．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：多選題

如圖所示，通直導(dǎo)線MN上通有由M到N方向的電流，矩形導(dǎo)體線框abcd和MN位于同一平面上，下面哪些措施可以使線框中有沿abcd方向的感應(yīng)電流（　�。�
A．增大MN上的電流
B．線框向靠近MN的方向移動
C．減小MN上的電流
D．線框向遠離MN的方向移動

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

對楞次定律的理解下面說法中正確的是：
A．應(yīng)用楞次定律本身只能確定感應(yīng)電流的磁場方向
B．應(yīng)用楞次定律確定感應(yīng)電流的磁場方向后，再由安培定則確定感應(yīng)電流的方向
C．楞次定律所說的“阻礙”是指阻礙原磁場的磁通量變化，因而感應(yīng)電流的磁場方向 也可能與原磁場方向相同
D．楞次定律中“阻礙”二字的含義是指感應(yīng)電流的磁場與原磁場的方向相反

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同步練習(xí)冊答案