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一个质量为m、直径为d、电阻为R的金属圆环,在范围足够大的磁场中竖直向下下落,磁...

一个质量为m、直径为d、电阻为R的金属圆环,在范围足够大的磁场中竖直向下下落,磁场的分布情况如图所示.已知磁感强度竖直方向分量By的大小只随高度y变化,其随高度y变化关系为By=B(1+ky)(此处k为比例常数,且k>0),其中沿圆环轴线的磁场方向始终向上.金属圆环在下落过程中的环面始终保持水平,速度越来越大,最终稳定为某一数值,称为收尾速度.求
(1)圆环中感应电流的方向.
(2)圆环收尾速度的大小.

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(1)根据楞次定律判断圆环中的感应电流方向. (2)当圆环所受的重力与安培力相等时,达到收尾速度.根据法拉第电磁感应定律、结合能量守恒定律求出收尾的速度大小 【解析】 (1)愣次定律可知,感应电流的方向为顺时针(俯视). (2)圆环下落高度为y时的磁通量为:    Φ=BS=Bπ=B(1+ky) π   设收尾速度为vm,以vm运动△t时间内磁通量的变化为 △Φ=△BS=Bk△yπ=Bkπvm△t  由法拉第电磁感应定律  ε==Bk π vm 圆环中感应电流的电功率为 Pε=  重力做功的功率为 PG=mgvm  能量守恒   Pε=PG 解得    vm= 答: (1)圆环中感应电流的方向为顺时针(俯视). (2)圆环收尾速度的大小是.
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考点分析:
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(1)当滑片P滑到最左端B时,电流表读数.
(2)当滑片P位于滑线变阻器的中点时,变阻器上消耗的功率.
某同学的部分解法如下:
【解析】
灯L的电阻         manfen5.com 满分网
灯L和(R+R2)并联,并联电阻为:manfen5.com 满分网…①
由RL•IA=(R+R2)•I2(IA、I2分别为通过电流表和R2的电流)得:manfen5.com 满分网…②
流过电源的电流为        I=IA+I2   …③
请问:这位同学的部分解法是否正确?如正确,则继续解答,求出最后结果;如不正确,请说明错在何处,并完成此题.

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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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