如圖所示,在水平桌面上放置一週長為L,質量為m的近超導體(導體仍有微小電阻)圓環,圓環的橫截面面積為S,電阻率...
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問題詳情:
如圖所示,在水平桌面上放置一週長為L,質量為m的近超導體(導體仍有微小電阻)圓環,圓環的橫截面面積為S,電阻率為ρ.一磁鐵在外力作用下,從圓環正上方下移至離桌面高H處撤去外力,磁鐵恰好受力平衡,此時圓環中的感應電流大小為I,其所在處磁場的磁感應強度大小為B,方向與水平方向成角,經過一段時間後,磁鐵會緩慢下移至離桌面高為h的位置,在此下移過程圓環中的感應電流可認為保持不變,設重力加速度g,則
A.超導圓環的電流方向從上往下看為順時針方向
B.磁鐵在H處受力平衡時,桌面對超導圓環的支持力為mg+BILcosθ
C.磁鐵下移過程,近超導圓環產生熱量為BILcosθ(H–h)
D.磁鐵下移過程,通過近超導圓環的電荷量為
【回答】
BCD
【解析】
從上往下看,逆時針電流.故A錯誤;圓環所受到的安培力F=BIL,其豎直方向的分量F1=Fcosθ=BILcosθ,以圓環為研究對象,由平衡條件,得N=mg+BILcosθ,故B正確;設永磁體的質量為M,以永磁鐵為研究對象,由平衡條件可知Mg=BILcosθ;由能量守恆,永磁鐵減少的重力勢能等於圓環中產生的焦耳熱.Q=Mg(H-h)=BILcosθ•(H-h),故C正確;由焦耳定律Q=I2R•△t 解得 ,因下移過程圓環中的電流可認為保持不變,所以通過超導圓環的電荷量 ,故D正確;
知識點:楞次定律
題型:選擇題