问题
计算题
如图所示，可绕固定轴OO'转动的正方形线框的边长l=0.5m，仅ab边有质量m=0.1kg，线圈的总电阻R=1Ω，不计摩擦和空气阻力。线框从水平位置由静止释放，到达竖直位置历时t=0.1s，设线框始终处在方向竖直向下，磁感应强度B=4×10-2T的匀强磁场中，g=10m/s2。求：
（1）这个过程中平均电流的大小和方向；
（2）若这个过程中产生的焦耳热Q=0.3J，求线框到达竖直位置时ab边受到的安培力的大小和方向。
答案
解：（1）在△t=0.1s内，线框磁通量的变化△Φ=Bl2
由法拉第电磁感应定律得平均感应电动势：
平均电流
由愣次定律判断电流的方向为：b→a→d→c→b
（2）根据能的转化和守恒定律得：
到达竖直位置时：
此时线框中的电流：
ab边受到的安培力：F=BIl=4×10－2×0.04×0.5N =8×10－4 N
由左手定则判定，安培力的方向水平向左