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(30分)如圖所示,水平放置的金屬細(xì)圓環(huán)半徑為a,豎直放置的金屬細(xì)圓柱(其半徑比a小得多)的端面與金屬圓環(huán)的上表面在同一平面內(nèi),圓柱的細(xì)軸通過圓環(huán)的中心O.一質(zhì)量為m,電阻為R的均勻?qū)w細(xì)棒被圓環(huán)和細(xì)圓柱端面支撐,棒的一端有一小孔套在細(xì)軸O上,另一端A可繞軸線沿圓環(huán)作圓周運(yùn)動,棒與圓環(huán)的摩擦系數(shù)為μ.圓環(huán)處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為
、方向豎直向上的恒定磁場中,式中K為大于零的常量,r為場點(diǎn)到軸線的距離.金屬細(xì)圓柱與圓環(huán)用導(dǎo)線ed連接.不計(jì)棒與軸及與細(xì)圓柱端面的摩擦,也不計(jì)細(xì)圓柱、圓環(huán)及導(dǎo)線的電阻和感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場.問沿垂直于棒的方向以多大的水平外力作用于棒的A端才能使棒以角速度ω 勻速轉(zhuǎn)動.
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