Question

【題目】如圖所示，在水平桌面上放置一周長為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，經過一段時間后，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

Answer 1

【答案】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；由能量守恒，永磁鐵減少的重力勢能等于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；