如图,匀强磁场的磁感应强度方向垂直于纸面向里,大小随时间的变化率△B△t=k,k为负的常量.用电阻率为ρ、横截面积为S的硬导线做成一边长为l的方框.将方框固定于纸面内,其右半部

问题描述:

如图,匀强磁场的磁感应强度方向垂直于纸面向里,大小随时间的变化率

△B
△t
=k,k为负的常量.用电阻率为ρ、横截面积为S的硬导线做成一边长为l的方框.将方框固定于纸面内,其右半部位于磁场区域中.求           

(1)该导线的感应电动势;
(2)导线中感应电流的大小和方向;
(3)磁场对方框作用力的大小随时间的变化.

(1)导线框的感应电动势为:
E=

△Φ
△t
=
△B
△t
1
2
l2
=
kl2
2
…①
导线框中的电流为:
I=
E
R
…②
式中R是导线框的电阻,根据电阻率公式有:
R=ρ
4l
S
…③
联立①②③式,将
△B
△t
=k代入得:
I=
klS
…④
(2)导线框所受磁场的作用力的大小为:
F=BIl…⑤
它随时间的变化率为:
△F
△t
=Il
△B
△t
…⑥
由⑤⑥式得:
△F
△t
=
k2l2S

答:(1)导线中的感应电动势为
kl2
2

(2)导线中感应电流的大小为
klS

(3)磁场对方框作用力的大小随时间的变化率为
k2l2S