利用超導(dǎo)體可以實(shí)現(xiàn)磁懸浮如圖甲是超導(dǎo)磁懸浮的示意圖。在水平桌面上有一個(gè)周長(zhǎng)為L(zhǎng)的超導(dǎo)圓環(huán),將一塊永磁鐵沿圓環(huán)中心軸線從圓環(huán)的正上方緩慢向下移動(dòng),由于超導(dǎo)圓環(huán)與永磁鐵之間有排斥力,結(jié)果永磁鐵能夠懸浮在超導(dǎo)圓環(huán)的正上方h1高處。
(1)從上向下看試判斷超導(dǎo)圓環(huán)中的電流方向;
(2)若此時(shí)超導(dǎo)圓環(huán)中的電流強(qiáng)度為I1,圓環(huán)所處位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1,磁場(chǎng)方向與水平方向的夾角為θ1,求超導(dǎo)圓環(huán)所受的安培力F;
(3)在接下來(lái)的幾周時(shí)間內(nèi),發(fā)現(xiàn)永磁鐵在緩慢下移。經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間t0后,永磁鐵的平衡位置變?yōu)殡x桌面h2高處。有一種觀點(diǎn)認(rèn)為超導(dǎo)體也有很微小的電阻率,只是現(xiàn)在一般儀器無(wú)法直接測(cè)得超導(dǎo)圓環(huán)內(nèi)電流的變化造成了永磁鐵下移,若已知永磁鐵在h2高處時(shí),圓環(huán)所處位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B2,磁場(chǎng)方向與水平方向的夾角為θ2,永磁鐵的質(zhì)量為m,重力加速度為g。
a.永磁鐵的平衡位置變?yōu)殡x桌面h2高處時(shí),求超導(dǎo)圓環(huán)內(nèi)的電流強(qiáng)度I2;
b.若超導(dǎo)圓環(huán)中的電流強(qiáng)度的平方隨時(shí)間變化的圖像如圖乙所示,且超導(dǎo)圓環(huán)的橫截面積為S,求該超導(dǎo)圓環(huán)的電阻率ρ。
【考點(diǎn)】安培力的計(jì)算公式及簡(jiǎn)單應(yīng)用.
【答案】見(jiàn)試題解答內(nèi)容
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:293引用:2難度:0.4
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1.如圖所示,一個(gè)半徑為R的導(dǎo)電圓環(huán)與一個(gè)軸向?qū)ΨQ的發(fā)散磁場(chǎng)處處正交,環(huán)上各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B大小相等,方向均與環(huán)面軸線方向成θ角(環(huán)面軸線為豎直方向),若導(dǎo)電圓環(huán)上通有如圖所示的恒定電流I,則下列說(shuō)法不正確的是( )
發(fā)布:2024/12/20 17:30:1組卷:148引用:1難度:0.5 -
2.如圖所示,將一根粗細(xì)均勻的導(dǎo)體棒折成梯形線框PQMN,各邊長(zhǎng)度為PQ=PN=QM=L,MN=2L,線框固定于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,線框平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直,線框底邊P、Q兩點(diǎn)與直流電源兩端相接。已知導(dǎo)體棒PQ受到的安培力大小為F,則整個(gè)線框PQMN受到的安培力大小為( ?。?/h2>
發(fā)布:2024/12/19 12:30:1組卷:90引用:2難度:0.6 -
3.如圖,兩根相互平行的長(zhǎng)直導(dǎo)線過(guò)紙面上的M、N兩點(diǎn),且與紙面垂直,導(dǎo)線中通有大小相等、方向相反的電流,P、Q為MN連線上兩點(diǎn),且MP=PN=NQ,則下面說(shuō)法正確的是( ?。?/h2>
發(fā)布:2024/12/20 11:30:7組卷:23引用:1難度:0.5
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