Question

如圖3-8所示，一單匝矩形線圈邊長分別為、b，電阻為R，質量為m，從距離有界磁場邊界高處由靜止釋放，試討論并定性作出線圈進入磁場過程中感應電流隨線圈下落高度的可能變化規律。

Answer 1

線圈下落高度時速度為：


下邊剛進入磁場時切割磁感線產生的感應電動勢：。產生的感應電流：I=，受到的安培力：
討論 （1）如果，即：，則：線圈將勻速進入磁場，此時：（變化規律如圖3-9所示）
（2）如果，表明較小，則：線圈加速進入磁場，但隨著有三種可能：
①線圈全部進入磁場時還未達到穩定電流I₀（變化規律如圖3-10所示）
②線圈剛全部進入磁場時達到穩定電流I₀（變化規律如圖3-11所示）
③線圈未全部進磁場時已達到穩定電流I₀（變化規律如圖3-12所示）
（3）如果，則：線圈減速進入磁場，但隨著，故線圈將作減小的減速運動。
有三種可能：
①線圈全部進入磁場時還未達到穩定電流I₀（變化規律如圖3-13所示）
②線圈剛全部進入磁場時達到穩定電流I₀（變化規律如圖3-14所示）
③線圈未全部進入磁場時已達到穩定電流I₀（變化規律如圖3-15所示）

解析見答案