Question

（2004?惠州一模）如圖所示，正方形線框abcd的總電阻為0.04Ω，質量為6.4g，邊長為0.4m，用絕緣絲線豎直懸掛，其ab邊水平，絕緣絲線的最大承受力為1N．圖中兩虛線之間是垂直于線框平面向里的勻強磁場，磁場上邊界正好通過ad的bc有中點，磁感應強度從0.2T開始以0.1T/s的變化率均勻增大，問：
（1）在線圈中標出感應電流的方向．
（2）絕緣絲線上的承受力是減小還是增大？如果減小，經過多長時間絲線的拉力為零？如果增大，經過多長時間絲線被拉斷？

Answer 1

分析：（1）根據楞次定律可確定感應電流的方向；
（2）根據左手定則來確定細線的拉力大小如何變化，再由法拉第電磁感應定律與閉合電路歐姆定律，結合受力平衡條件，即可求解．

解答：解：（1）根據楞次定律可知，感應電流的方向為：a→b→c→d   
（2）根據左手定則可知，安培力的方向向上，導致絲線承受的拉力在減小        
磁感應強度的變化規律B=B₀+

△B

△t

  
線圈中產生的感應電流I=

E

R

=

△BL2

2R△t

因為懸線拉力T=0，所以mg=BIL     
故mg=（ B₀+

△B

△t

 ）

△BL3

2R△t

         
代入數據得t=6s
答：（1）在線圈中標出感應電流的方向，即為a→b→c→d．
（2）絕緣絲線上的承受力是減小；如果減小，經過6s 時間絲線的拉力為零．

點評：考查楞次定律與左手定則及法拉第電磁感應定律，掌握受力平衡處理的方法，注意磁場隨著時間變化而變化．