Решение до правки #14364 от , автор igor. Это не текущая версия.

Условие

11.5.28∗. Если длинный идеально проводящий тонкостенный цилиндр раскрутить вокруг своей оси, то внутри цилиндра возникает магнитное поле. Найдите его индукцию, если угловая скорость цилиндра .

Решение

Проведем рассуждения для произвольного контура, проходящего внутри стенки цилиндра перепендикулярно его оси (вдали от торцов цилиндра). По закону электромагнитной индукции

где есть ЭДС индукции вихревого электрического поля, создаваемого изменением полного(!) магнитного потока через контур.

Для нашего контура с учетом длинности цилиндра имеем

где есть площадь охвата контура, есть индукция магнитного поля в цилиндре (магнитное поле внутри цилиндра однородное).

ЭДС будет разгонять электроны в стенках цилиндра [1]:

здесь есть напряженность индуцированного электрического поля в стенке цилиндра, есть радиус цилиндра, есть сила, действующая на электрон со стороны поля .

Будем считать, что за приращение времени электроны получают прирост скорости . То есть электроны не отстают от вращения положительных ионов.

Тогда

Подставляем и в и после сокращений получаем:

Интегрируем это и получаем:

Константа интегрирования находится из условия, что, когда , то и ; то есть .

Итак, с точностью до знака

Ответ