[题目]如图甲所示.用粗细均匀的导线制成的一只圆形金属圈.现被一根绝缘丝线悬挂在竖直平面内处于静止状态.已知金属圈的质量为m=0．1kg.半径为r=0．1m.导线单位长度的阻值为ρ=0．1Ω/m,．金属圈的上半部分处在一方向垂直圈面向里的有界匀强磁场中.磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示．金属圈下半部分在磁场外．已知从t＝0时刻起.测� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】如图甲所示，用粗细均匀的导线制成的一只圆形金属圈，现被一根绝缘丝线悬挂在竖直平面内处于静止状态，已知金属圈的质量为m=0．1kg，半径为r=0．1m，导线单位长度的阻值为ρ=0．1Ω/m,．金属圈的上半部分处在一方向垂直圈面向里的有界匀强磁场中，磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示．金属圈下半部分在磁场外．已知从t＝0时刻起，测得经过10s丝线刚好被拉断。重力加速度g取10m/s2。求：

（1）导体圆中感应电流的大小及方向；

（2）丝线所能承受的最大拉力F；

（3）此过程中金属圈中产生的焦耳热Q．

【答案】（1）0．2A（2）F=1．32N（3）Q=0．025J

【解析】

试题分析：（1）有楞次定律可知，导体圆中电流方向为逆时针方向

由图乙知，

导体圆的电阻为

圆中感应电流

（2）t时刻磁感应强度

导体圆受到的安培力

细线的拉力

当t=10s时，代入数据得F=1．32N

（3）金属圈内产生的焦耳热

代入数据得：Q=0．025J

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电流表A2（量程0．6A，内阻约为1Ω）

变阻器R1（0～1000Ω，允许通过的最大电流为0．5A）

变阻器R2（0～20Ω，允许通过的最大电流为2A）

学生电源E（6～8V）

开关S及导线若干

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B. 飞船在圆轨道上时航天员出舱前后都处于失重状态

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