题目内容

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
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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
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.
.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?
如图12-1所示，金属杆ab、cd可以在光滑导轨PQ和RS上滑动，匀强磁场方向垂直纸面向里，当ab、cd分别以速度v1、v2滑动时，发现回路感生电流方向为逆时针方向，则v1和v2的大小、方向可能是(　　)

图12-1
A．v1＞v2,v1向右，v2向左
B．v1＞v2,v1和v2都向左
C．v1=v2,v1和v2都向右
D．v1=v2,v1和v2都向左
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a和b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a以v1="10" m/s的速度匀速运动，此时再释放b，b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.
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=π2r4B2/(t2R)
 
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向方向匀速运动，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B0、k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。
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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