Question

（2004?惠州一模）如图所示，正方形线框abcd的总电阻为0.04Ω，质量为6.4g，边长为0.4m，用绝缘丝线竖直悬挂，其ab边水平，绝缘丝线的最大承受力为1N．图中两虚线之间是垂直于线框平面向里的匀强磁场，磁场上边界正好通过ad的bc有中点，磁感应强度从0.2T开始以0.1T/s的变化率均匀增大，问：
（1）在线圈中标出感应电流的方向．
（2）绝缘丝线上的承受力是减小还是增大？如果减小，经过多长时间丝线的拉力为零？如果增大，经过多长时间丝线被拉断？

Answer 1

分析：（1）根据楞次定律可确定感应电流的方向；
（2）根据左手定则来确定细线的拉力大小如何变化，再由法拉第电磁感应定律与闭合电路欧姆定律，结合受力平衡条件，即可求解．

解答：解：（1）根据楞次定律可知，感应电流的方向为：a→b→c→d   
（2）根据左手定则可知，安培力的方向向上，导致丝线承受的拉力在减小        
磁感应强度的变化规律B=B₀+

△B

△t

  
线圈中产生的感应电流I=

E

R

=

△BL2

2R△t

因为悬线拉力T=0，所以mg=BIL     
故mg=（ B₀+

△B

△t

 ）

△BL3

2R△t

         
代入数据得t=6s
答：（1）在线圈中标出感应电流的方向，即为a→b→c→d．
（2）绝缘丝线上的承受力是减小；如果减小，经过6s 时间丝线的拉力为零．

点评：考查楞次定律与左手定则及法拉第电磁感应定律，掌握受力平衡处理的方法，注意磁场随着时间变化而变化．