Question

利用超導(dǎo)體可以實現(xiàn)磁懸浮，如圖是超導(dǎo)磁懸浮的示意圖。在水平桌面上有一個周長為L的超導(dǎo)圓環(huán)，將一塊質(zhì)量為m的永磁鐵從圓環(huán)的正上方緩慢下移，由于超導(dǎo)圓環(huán)跟磁鐵之間有排斥力，結(jié)果永磁鐵懸浮在超導(dǎo)圓環(huán)的正上方h1高處平衡。

（1）若測得圓環(huán)a點磁場如圖所示，磁感應(yīng)強度為B1，方向與水平方向成θ1角，問此時超導(dǎo)圓環(huán)中電流的大小和方向？

（2）在接下的幾周時間內(nèi)，人們發(fā)現(xiàn)永磁鐵在緩慢下移。經(jīng)過較長時間T后，永磁鐵的平衡位置在離桌面h2高處。有一種觀點認為超導(dǎo)體也有很微小的電阻，只是現(xiàn)在一般儀器無法直接測得，超導(dǎo)圓環(huán)內(nèi)電流的變化造成了永磁鐵下移，并設(shè)想超導(dǎo)電流隨時間緩慢變化的I2-t圖，你認為哪張圖相對合理，為什么？

（3）若測得此時a點的磁感應(yīng)強度變?yōu)锽2，夾角變?yōu)棣?，利用上面你認為相對正確的電流變化圖，求出該超導(dǎo)圓環(huán)的電阻？

Answer 1

【答案】（1）；（2）；（3）

【命題立意】本題旨在考查磁場部分與電磁感應(yīng)（隱含其中）相結(jié)合在科技知識中的實際應(yīng)用。

【解析】（1）磁場的水平分量對圓環(huán)的作用力為豎直向下，由左手定則判斷電流方向為：。對磁鐵有：。

（2）如右圖可知：，。

（3），。根據(jù)能量守恒定律得：，解得：.