一种音圈电机主要由永磁体、铁磁圆柱、线圈和线圈支撑构成。线圈固定在线圈支撑上，线圈支撑可带动线圈在永磁体和铁磁圆柱中的气隙中沿轴线方向运动，其纵剖面图如图甲所示。永磁体可以在气隙中产生辐射状磁场，不计其他部分的磁场，在线圈处的磁感应强度大小恒为 B，其横截面如图乙所示。线圈半径为r，线圈总电阻为R，线圈支撑和线圈的总质量为
当线圈两端加上恒定电压U，线圈支撑从静止开始在竖直方向运动的过程中，磁场中线圈匝数始终为
重力加速度大小为g，下列说法正确的是（ ）
A．电流方向如图甲所示时，线圈支撑将向下运动
B．线圈的发热功率为
C．加上电压的瞬间，线圈支撑的加速度为
D．线圈支撑的最大速度为
【答案】D
【详解】A．电流方向如图甲所示时，由左手定则可知，线圈收到向上的安培力，将向上运动，故A错误；
B．线圈在运动的过程中产生感应电动势E，感应电流方向与恒定电压产生的电流方向相反，故电路中的电流
小于
，故线圈的发热功率小于
，故B错误；
C．初始时没有速度，没产生感应电动势，此时电流
故线圈受到的安培力为
由牛顿第二定律
解得
，故C错误；
D．线圈中产生的感应电动势为
线圈中的电流为
当线圈加速度为零时线圈支撑的速度最大，此时
解得线圈支撑的最大速度为
，故D正确。
故选D。
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