高2物理题1

高二物理题请教如图所示，小磁铁以

超导体有两个特性，一是零电阻，二是完全抗磁性，“迈斯纳效应”。 解这类题，要从能量守恒的观点出发。其实超导体很复杂，现在人们也没有完全搞明白。今天对的也许以后就不对了。好了，下面说这道题吧。 假设忽略电磁辐射，在本题中，磁铁的动能+超导线圈的点磁能 应该在磁铁穿过前后保持不变。 下面先来分析简单一点的，非超导体时。 假如用磁铁穿过普通线圈,因为普通线圈有电阻，电阻对电流有阻碍作用,当磁铁中间位置通过线圈,线圈中的磁通量增减顺序改变，造成普通线圈中的感应电动势反向，电流瞬间反向。 从能量角度考虑，磁铁靠近线圈时，磁铁动能逐渐转化为普通线圈的热能和磁能，磁铁在线圈正中央时，线圈磁能消失...全部

  超导体有两个特性，一是零电阻，二是完全抗磁性，“迈斯纳效应”。 解这类题，要从能量守恒的观点出发。其实超导体很复杂，现在人们也没有完全搞明白。今天对的也许以后就不对了。好了，下面说这道题吧。
   假设忽略电磁辐射，在本题中，磁铁的动能+超导线圈的点磁能 应该在磁铁穿过前后保持不变。 下面先来分析简单一点的，非超导体时。 假如用磁铁穿过普通线圈,因为普通线圈有电阻，电阻对电流有阻碍作用,当磁铁中间位置通过线圈,线圈中的磁通量增减顺序改变，造成普通线圈中的感应电动势反向，电流瞬间反向。
  从能量角度考虑，磁铁靠近线圈时，磁铁动能逐渐转化为普通线圈的热能和磁能，磁铁在线圈正中央时，线圈磁能消失，磁铁失去的动能全部转化为线圈的热能，磁铁远离线圈时，线圈继续消耗磁铁的动能，使其转化为磁能和热能，直到磁铁无限远离线圈，线圈磁能消失，磁铁在过程中损失的动能全部转化为线圈的热能。
  在这整个过程中，磁铁一直在做减速运动。 将普通线圈换成超导体后,因为其电阻为零,假设没有电磁辐射的话，线圈是不会把磁铁的动能转化为线圈的热能的。在磁铁靠近超导线圈时，在超导线圈内感应出的的电流应该是沿一个方向不变，从能量守恒观点可知，磁铁的动能在逐渐转化为超导线圈的电磁能，磁铁在作减速运动；当磁铁处于超导线圈正中间时，通过超导线圈的磁通量达到最大值，其瞬时感应电动势为“0”，就在这个瞬间超导线圈中的感应电动势发生了反向，但是在这一瞬间超导线圈中的电磁能并没有消失，这种能量还是以电流为载体，以磁场的形式存在的（磁铁靠近超导线圈是消耗的动能此时还是以电磁能的形式存在于超导线圈中的，它并没有转化出去）。
  磁铁远离超导线圈时，超导线圈中产生的感应电动势与磁铁靠近线圈时的正好相反，这样一来,超导线圈中的原来的电流就被这个反向的感应电动势削弱，直到消失。总的效果就是电流逐渐减小,并在磁铁到达在无限远处电流为“0”，超导线圈中的电磁能也就随着超导线圈的电流的减小，最后到消失。
  在这整个过程中磁铁先是减速靠近线圈，然后再加速远离线圈的，在无限远处，磁铁速度保持不变。按题意应与与初速度相同。 答案已经很清楚了，自己选吧。 。收起