问题
问答题
将一个矩形金属线框折成“L”形框架abcdefa（∠dcb=∠efa=90°），置于倾角为α=37°的斜面上，ab边与斜面底边MN平行，如图所示．ab=bc=cd=de=ef=fa=0.2m，线框总电阻为R=0.02Ω，ab边和de边的质量均为m=0.01kg，其余四边的质量均不计，框架可绕过c、f点的固定轴转动．现从t=0时刻开始沿斜面向上加一随时间均匀增加的、范围足够大的匀强磁场，磁感强度与时间关系为B=kt（k=0.5T/s），磁场方向与cdef面垂直．
（1）求线框中感应电流的大小，并指明ab段导线上感应电流的方向；
（2）t为何值时，框架开始绕固定轴转动？
答案
（1）根据法拉第电磁感应定律，有：
ε=n
=△Φ △t
=kS=0.5×0.22V=0.02V△BS △t
根据欧姆定律，有：
I=
=ε R
A=1A 0.02 0.02
故ab段导线上的感应电流的方向为a→b
（2）框架开始转动时力矩平衡，有：
mgLcosα+mgLsinα=FAL
解得：FA=mgcosα+mgsinα=mg（cosα+sinα）=0.01×10×（0.8+0.6）N=0.14N
根据安培力公式，有：
FA=BIL=ktIL
解得：t=
=FA kIL
s=1.4s0.14 0.5×1×0.2
答：（1）线框中感应电流的大小为1A，ab段导线上感应电流的方向为a→b；
（2）t为1.4s时，框架开始绕固定轴转动．