Question

如图所示，一边长为L、质量为m、电阻为R的正方形金属框竖直放置在磁场中，磁场方向垂直方框平面，磁感应

如图所示，一边长为L、质量为m、电阻为R的正方形金属框竖直放置在磁场中，磁场方向垂直方框平面，磁感应强度的大小随y的变化规律为B=B 0 +ky（k为恒定常数且大于零），同一水平面上磁感应强度相同．现将方框从y=0处自由下落，重力加速度为g，设磁场区域足够大，不计空气阻力，则方框中感应电流的方向为 （选填“顺时针”或“逆时针”），方框最终运动的速度大小为 ．

Answer 1

（1）线圈下落过程中，穿过线圈中的磁通量增加，据楞次定律可知，金属框中的感应电流方向为逆时针流向．   （2）设下边所处高度为y时线圈达到收尾速度v m ，线圈下落过程中，上、下两边切割磁感线，此时线圈中产生的感应电动势为E，E=[B0+k（y+L）]Lvm-（B0+ky）Lvm=kL2vm 线圈中的感应电流为： I= E R 线圈上下边受到的安培力分别为F 1 、F 2 ，则F 1 =（B 0 +ky）IL F 2 =[B 0 +k（y+L）]IL 线圈达最大速度时，据力的平衡条件得：mg+F 1 =F 2 联立以上几式可得： v= mgR k 2 L 4 故答案为：逆时针； mgR k 2 L 4