题目内容
19．
利用超导体可以实现磁悬浮．在水平桌面上放置一周长为L，质量为m的超导圆环，如图所示，一永磁铁在外力作用下，从圆环正上方缓慢下移至离桌面高H处撤去外力，永磁铁恰好平衡，此时圆环中的感应电流大小为I，其所在处磁场的磁感应强度大小为B，方向与水平成θ角，求：（1）从上往下看，超导圆环中感应电流的方向；
（2）桌面对圆环的支持力N；
（3）经一段时间后，永磁铁会下移至离桌面高为h的位置处平衡，有观点认为，造成这种现象的原因是由于超导体有微小电阻（现有一起无法测得）．若圆环的截面面积为S，电阻率为ρ，电流保持不变，求这两次位置变化所经历的时间△t．
分析 （1）根据楞次定律判断超导圆环中的感应电流的方向
（2）求出安培力的竖直分量，根据平衡条件求出桌面对圆环的支持力；
（3）根据能量守恒定律求出圆环中产生的焦耳热，再由焦耳定律求两次位置变化所经历的时间△t；
解答 解：（1）从上往下看，逆时针电流．
（2）圆环所受到的安培力F=BIL
其竖直方向的分量${F}_{1}^{\;}=Fcosθ=BILcosθ$
以圆环为研究对象，由平衡条件，得N=mg+BILcosθ
（3）设永磁体的质量为M，以永磁铁为研究对象，由平衡条件，
可知Mg=BILcosθ
由能量守恒，永磁铁减少的重力势能等于圆环中产生的焦耳热．
Q=Mg（H-h）=BILcosθ•（H-h）
由$Q={I}_{\;}^{2}R•△t$解得
$△t=\frac{BScosθ•（H-h）}{Iρ}$
答：（1）从上往下看，超导圆环中感应电流的方向为逆时针方向；
（2）桌面对圆环的支持力N为Mg+BILcosθ；
（3）经一段时间后，永磁铁会下移至离桌面高为h的位置处平衡，有观点认为，造成这种现象的原因是由于超导体有微小电阻（现有一起无法测得）．若圆环的截面面积为S，电阻率为ρ，电流保持不变，这两次位置变化所经历的时间△t为$\frac{BScosθ•（H-h）}{Iρ}$．
点评 本题考查了楞次定律、共点力平衡、能量守恒和安培力公式等知识点，解题的关键是分析圆环的受力情况，知道能量是如何转化的．
练习册系列答案
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如图所示，磁电式仪表的线圈常常用铝框做骨架，把线圈绕在铝框上，假定仪表工作时指针向右转动，铝框中会产生感应电流，由于铝框转动时有感应电流，铝框要受到安培力，则下列判断正确的是（ ）
如图所示，磁电式仪表的线圈常常用铝框做骨架，把线圈绕在铝框上，假定仪表工作时指针向右转动，铝框中会产生感应电流，由于铝框转动时有感应电流，铝框要受到安培力，则下列判断正确的是（ ）| A． | 铝框中的感应电流沿顺时针方向（从前向后看） | |
| B． | 铝框中的感应电流沿逆时针方向（从前向后看） | |
| C． | 使用铝框做线圈骨架是利用电磁驱动原理 | |
| D． | 使用铝框做线圈骨架是利用电磁阻尼原理 |
4．关于功和功率的判断，下列说法正确的是（ ）
| A． | 功的大小只由力和位移的大小决定 | |
| B． | 力和位移都是矢量，所以功也是矢量 | |
| C． | 功率大的机械做功比功率小的机械做功快 | |
| D． | 做功越多，功率就越大 |
11．有一束单色光从A穿过B再折向C，如图所示，下面说法中正确的是（ ）
| A． | 介质B的折射率最大 | B． | 介质C的折射率最大 | ||
| C． | 光在介质B中的速度最大 | D． | 光在介质C中的速度最大 |
8．有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（ ）
| A． | 如图a，汽车通过拱桥的最高点处于超重状态 | |
| B． | 如图b所示是两个圆锥摆，增大θ，但保持圆锥的高度不变，则圆锥摆的角速度不变 | |
| C． | 如图c，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后分别做匀速圆周运动，则在A、B两位置小球的角速度相等 | |
| D． | 如图c，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后分别做匀速圆周运动，则在A、B两位置所受筒壁的支持力大小相等 |
9．下列说法正确的是（ ）
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