题干

有电阻的导电圆盘半径为R,其边缘用电阻不计的导电材料包裹,可绕固定点O在水平面内转动,其轴心O和边缘处电刷A均不会在转动时产生阻力,空气阻力也忽略不计。用导线将电动势为E的电源、导电圆盘、电阻和开关连接成闭合回路,如图1所示在圆盘所在区域内充满竖直向下的匀强磁场,如图2所示只在AO之间的一块圆形区域内存在竖直向下的匀强磁场,两图中磁场的磁感应强度大小均为B,且磁场区域固定。如果将开关S闭合,圆盘将会转动起来。

(1)在图1中,将开关S闭合足够长时间后,圆盘转速达到稳定。
a.从上往下看,圆盘的转动方向是顺时针还是逆时针?
b.求稳定时圆盘转动的角速度ω1的大小。
(2)在图2中,进行了两次操作:第一次,当圆盘加速到ω0时将开关断开,圆盘逐渐减速停下;第二次,当圆盘加速到2ω0时将开关断开,圆盘逐渐减速停下。已知从理论上可以证明:在圆盘减速过程中任意一个极短的时间△t内,角速度的变化量△ω=kFtF是该时刻圆盘在磁场区域受到的安培力的大小,k为常量。求两次操作中从开始减速到停下的过程中圆盘转过的角度之比θ1θ2
(3)由于图1中的磁场范围比图2中的大,所以刚闭合开关瞬时,图1中圆盘比图2中圆盘加速得快。有人认为:断开开关后,图1中圆盘也将比图2中圆盘减速得快。请分析说明这样的想法是否正确。
上一题 下一题 0.65难度 解答题 更新时间:2019-08-12 11:05:44

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