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如右圖所示,一根很長的豎直放置的圓柱形磁鐵產生一個很強的輻射狀磁場(磁場方向都是水平向外的),一個與磁鐵同軸的圓形鋁環(huán),半徑為R,在磁場中由靜止開始下落,并且圓環(huán)平面在下落過程中始終保持水平.已知磁場的磁感應強度為B,繞制圓環(huán)的鋁線密度為d,電阻率為ρ,那么圓環(huán)下落的穩(wěn)定速度為多少?

dgρ/B2


解析:

設鋁線的質量為m、截面積為S,鋁環(huán)在下落過程中,切割磁感線產生感應電動勢,回路中產生感應電流,由右手定則知,方向為順時針,根據左手定則知,鋁環(huán)受向上的安培力,且v↑,r↑,FA↑,當?mg=FA時,a=0,鋁環(huán)做勻速運動,則由法拉第電磁感應定律,E=BLv=B·2πR·v  ①,由閉合電路歐姆定律,  ②,由電阻定律,鋁環(huán)電阻為R′=  ③,由平衡條件,mg=BIL=BI·2πR  ④,又m=V·d=2πR·Sd  ⑤,解得v=.

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網如圖所示,兩根很長的光滑平行導軌水平放置,導軌間距為L,其左端接有電容為C的電容器和阻值分別為R和r的定植電阻,導軌上垂直跨放著一金屬棒ab,整個裝置放在豎直向上,磁感應強度為B的勻強磁場中,現在用與導軌平行,大小為F的水平恒力拉 ab,使它向右運動,不計金屬棒和導軌的電阻,求:
(1)金屬綁ab運動的最大速度
(2)金屬綁ab運動的最大速度時,電容器的帶電量,并在答題紙上標明兩板帶電的正負
(3)金屬綁ab運動的最大速度之后,突然使它停止,則電容器放電瞬間,ab受到的安培力大小和方向.

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科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解

佛山市九江大橋撞船事故發(fā)生后,佛山交通部門加強了對佛山市內各種大橋的檢測與維修,其中對西樵大橋實施了為期近一年的封閉施工,置換了大橋上所有的斜拉懸索.某校研究性學習小組的同學們很想知道每根長50 m、橫截面積為400 cm2的新懸索能承受的最大拉力.由于懸索很長,抗斷拉力又很大,直接測量很困難,于是同學們取來了同種材料制成的樣品進行實驗探究.

由胡克定律可知,在彈性限度內,彈簧的彈力F與形變量x成正比,其比例系數與彈簧的長度、橫截面積及材料有關.因而同學們猜想,懸索可能也遵循類似的規(guī)律.

(1)同學們準備像做“探究彈力與彈簧伸長的關系”實驗一樣,先將樣品豎直懸掛,再在其下端掛上不同重量的重物來完成本實驗.但有同學說懸索的重力是不可忽略的,為了避免懸索所受重力對實驗的影響,你認為可行的措施是:___________.

(2)同學們通過游標卡尺測量樣品的直徑來測定其橫截面積,某次測量的結果如右圖所示,則該樣品的直徑為__________cm.

  (3)同學們經過充分的討論,不斷完善實驗方案,最后測得實驗數據如右表:

 ①分析樣品C的數據可知,其所受拉力F(單位:N)與伸長量x(單位:m)所遵循的函數關系式是________________.

②對比各樣品的實驗數據可知,懸索受到的拉力與懸索的伸長量成正比,其比例系數與懸索長度的________________成正比、與懸索的橫截面積的________________成正比.

 

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科目:高中物理 來源:2010年福建省高三上學期第一次月考物理試題 題型:實驗題

佛山市九江大橋撞船事故發(fā)生后,佛山交通部門加強了對佛山市內各種大橋的檢測與維修,其中對西樵大橋實施了為期近一年的封閉施工,置換了大橋上所有的斜拉懸索.某校研究性學習小組的同學們很想知道每根長50 m、橫截面積為400 cm2的新懸索能承受的最大拉力.由于懸索很長,抗斷拉力又很大,直接測量很困難,于是同學們取來了同種材料制成的樣品進行實驗探究.

由胡克定律可知,在彈性限度內,彈簧的彈力F與形變量x成正比,其比例系數與彈簧的長度、橫截面積及材料有關.因而同學們猜想,懸索可能也遵循類似的規(guī)律.

(1)同學們準備像做“探究彈力與彈簧伸長的關系”實驗一樣,先將樣品豎直懸掛,再在其下端掛上不同重量的重物來完成本實驗.但有同學說懸索的重力是不可忽略的,為了避免懸索所受重力對實驗的影響,你認為可行的措施是:___________.

(2)同學們通過游標卡尺測量樣品的直徑來測定其橫截面積,某次測量的結果如右圖所示,則該樣品的直徑為__________cm.

   (3)同學們經過充分的討論,不斷完善實驗方案,最后測得實驗數據如右表:

 ①分析樣品C的數據可知,其所受拉力F(單位:N)與伸長量x(單位:m)所遵循的函數關系式是________________.

②對比各樣品的實驗數據可知,懸索受到的拉力與懸索的伸長量成正比,其比例系數與懸索長度的________________成正比、與懸索的橫截面積的________________成正比.

 

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,兩根很長的光滑平行導軌水平放置,導軌間距為L,其左端接有電容為C的電容器和阻值分別為Rr的定值電阻,導軌上垂直跨放一根金屬棒ab。整個裝置放在豎直向上、磁感應強度為B的勻強磁場中,F用與導軌平行、大小為F的水平恒力拉ab使它沿導軌向右運動,不計金屬棒與導軌的電阻,求:
⑴ab運動的最大速度;
⑵ab的速度達到最大時,電容器的帶電量,并在圖中標出兩板帶電的正負;
⑶若ab的速度達到最大之后,突然使它停止,則電容器放電瞬間ab受到的安培力的大小和方向。

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