Question

3．一个边长为a=1m的正方形线圈，总电阻为R=2Ω，当线圈以v=2m/s的速度通过磁感应强度为B=0.5T的匀强磁场区域时，线圈平面总保持与磁场垂直．若磁场的宽度b＞1m，如图所示，求：
（1）线圈进入磁场过程中感应电流的大小和方向；
（2）线圈离开磁场过程中线圈所受安培力的大小和方向．

Answer 1

分析 （1）根据E=BLv求出感应电动势，再由欧姆定律求出感应电流，并由楞次定律来判定感应电流方向．
（2）根据左手定则判定安培力方向，依据F=BIL，求解安培力大小．

解答 解：（1）根据E=Blv，I=$\frac{E}{R}$，知：I=$\frac{Bav}{R}$=$\frac{0.5×1×2}{2}$ A=0.5A；
由楞次定律，则线圈进入磁场过程中感应电流的方向：逆时针方向．
（2）根据左手定则，则安培力方向为水平向左；
有：F=BIa=0.5×0.5×1=0.25N．
答：（1）线圈进入磁场过程中感应电流的大小为0.5A，方向为逆时针；
（2）线圈离开磁场过程中线圈所受安培力的大小0.25N，方向为水平向左．

点评 本题考查了求感应电流、安培力、线圈产生的热量，应用E=BLv、欧姆定律、安培力公式、楞次定律的内容，注意右手定则与左手定则的区别．