Question

如图3-8所示，一单匝矩形线圈边长分别为、b，电阻为R，质量为m，从距离有界磁场边界高处由静止释放，试讨论并定性作出线圈进入磁场过程中感应电流随线圈下落高度的可能变化规律。

Answer 1

线圈下落高度时速度为：


下边刚进入磁场时切割磁感线产生的感应电动势：。产生的感应电流：I=，受到的安培力：
讨论 （1）如果，即：，则：线圈将匀速进入磁场，此时：（变化规律如图3-9所示）
（2）如果，表明较小，则：线圈加速进入磁场，但随着有三种可能：
①线圈全部进入磁场时还未达到稳定电流I₀（变化规律如图3-10所示）
②线圈刚全部进入磁场时达到稳定电流I₀（变化规律如图3-11所示）
③线圈未全部进磁场时已达到稳定电流I₀（变化规律如图3-12所示）
（3）如果，则：线圈减速进入磁场，但随着，故线圈将作减小的减速运动。
有三种可能：
①线圈全部进入磁场时还未达到稳定电流I₀（变化规律如图3-13所示）
②线圈刚全部进入磁场时达到稳定电流I₀（变化规律如图3-14所示）
③线圈未全部进入磁场时已达到稳定电流I₀（变化规律如图3-15所示）

解析见答案