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 $\omega$.
Решение
Проведем рассуждения для произвольного контура, проходящего внутри стенки цилиндра перепендикулярно его оси (вдали от торцов цилиндра). По закону электромагнитной индукции
$$\mathscr E_i=-\frac{d\Phi}{dt},\tag{1}$$
где $\mathscr E_i$ есть ЭДС индукции вихревого электрического поля, создаваемого изменением полного(!) магнитного потока $\Phi$ через контур.
Для нашего контура с учетом длинности цилиндра имеем
$$d\Phi=S\,dB,\tag{2}$$
где $S$ есть площадь охвата контура, $B$ есть индукция магнитного поля в цилиндре (магнитное поле внутри цилиндра однородное).
ЭДС $\mathscr E_i$ будет разгонять электроны в стенках цилиндра [1]:
здесь $E_i$ есть напряженность индуцированного электрического поля в стенке цилиндра, $r$ есть радиус цилиндра, $F_i$ есть сила, действующая на электрон со стороны поля $E_i$.
Будем считать, что за приращение времени $dt$ электроны получают прирост скорости $dv=r\,d\omega$. То есть электроны не отстают от вращения положительных ионов.