【高考物理】问一个磁场问题

(1)向下磁场增大，金属环的磁通量在下落过程中随着磁场的增大而增大。感应电流产生的磁场阻止了金属环中磁通量的增加，所以感应电流产生的磁场方向是向下的。因此，根据右手定则，感应电流的方向为顺时针方向。

(2)当达到精加工速度时，重力(mg)等于电磁力f，

因为磁场沿圆环轴线的方向始终向上，所以磁场垂直分量产生的电磁力一般为零。

由磁场的水平分量产生的电磁力是电磁力f，

电磁力f = ∫ df = ∫ IDL× b = ibx ∫dl = ibx (2π d)其中I为感应电流∫dl为金属环周长。

I=E/R，E为感应电动势，e = d φ/dt，φ为金属环中的磁通量，

因为金属环总是水平的，所以磁场的水平分量对磁通量没有贡献。

φ = BS = Bys = B0 (1+KY) s，B0，K，S为常数，Y为变量，S = π r 2 = (π d 2)/4。

所以e = dφ/dt = d[B0(1+ky)s]/dt = ksb 0(dy/dt)= ksb 0v，V为关闭速度，V=dy/dt。

I=E/R= kSB0V/R

电磁力F=mg = IBx(2πd)= 2πdBx kSB0V/R，

v=2 mgR/[k(π^2)(d^3) B0Bx]