利用超導體可以實現(xiàn)磁懸浮如圖甲是超導磁懸浮的示意圖。在水平桌面上有一個周長為L的超導圓環(huán)，將一塊永磁鐵沿圓環(huán)中心軸線從圓環(huán)的正上方緩慢向下移動，由于超導圓環(huán)與永磁鐵之間有排斥力，結果永磁鐵能夠懸浮在超導圓環(huán)的正上方h1高處。
（1）從上向下看試判斷超導圓環(huán)中的電流方向；
（2）若此時超導圓環(huán)中的電流強度為I1，圓環(huán)所處位置的磁感應強度為B1，磁場方向與水平方向的夾角為θ1，求超導圓環(huán)所受的安培力F；
（3）在接下來的幾周時間內(nèi)，發(fā)現(xiàn)永磁鐵在緩慢下移。經(jīng)過較長時間t0后，永磁鐵的平衡位置變?yōu)殡x桌面h2高處。有一種觀點認為超導體也有很微小的電阻率，只是現(xiàn)在一般儀器無法直接測得超導圓環(huán)內(nèi)電流的變化造成了永磁鐵下移，若已知永磁鐵在h2高處時，圓環(huán)所處位置的磁感應強度大小為B2，磁場方向與水平方向的夾角為θ2，永磁鐵的質量為m,重力加速度為g。
a.永磁鐵的平衡位置變?yōu)殡x桌面h2高處時，求超導圓環(huán)內(nèi)的電流強度I2；
b.若超導圓環(huán)中的電流強度的平方隨時間變化的圖像如圖乙所示，且超導圓環(huán)的橫截面積為S，求該超導圓環(huán)的電阻率ρ。
【考點】安培力的計算公式及簡單應用．
【答案】（1）從上向下看超導圓環(huán)中的電流方向為逆時針方向；
（2）若此時超導圓環(huán)中的電流強度為I1，圓環(huán)所處位置的磁感應強度為B1，磁場方向與水平方向的夾角為θ1，則超導圓環(huán)所受的安培力F為B1I1Lcosθ1，方向豎直向下；
（3）a、永磁鐵的平衡位置變?yōu)殡x桌面h2高處時，超導圓環(huán)內(nèi)的電流強度I2為；
b、若超導圓環(huán)中的電流強度的平方隨時間變化的圖像如圖乙所示，且超導圓環(huán)的橫截面積為S，該超導圓環(huán)的電阻率ρ為。
（2）若此時超導圓環(huán)中的電流強度為I1，圓環(huán)所處位置的磁感應強度為B1，磁場方向與水平方向的夾角為θ1，則超導圓環(huán)所受的安培力F為B1I1Lcosθ1，方向豎直向下；
（3）a、永磁鐵的平衡位置變?yōu)殡x桌面h2高處時，超導圓環(huán)內(nèi)的電流強度I2為
mg
B
2
L
cos
θ
2
b、若超導圓環(huán)中的電流強度的平方隨時間變化的圖像如圖乙所示，且超導圓環(huán)的橫截面積為S，該超導圓環(huán)的電阻率ρ為
2
LS
（
h
1
-
h
2
）
B
2
1
B
2
2
co
s
2
θ
1
co
s
2
θ
2
mg
t
0
（
B
2
1
co
s
2
θ
1
+
B
2
2
co
s
2
θ
2
）
【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：323引用：2難度：0.4
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