Question

9．一般在微型控制電路中，由于電子元件體積很小，直接與電源連接會影響電路精準(zhǔn)度，所以采用“磁”生“電”的方法來提供大小不同的電流．在某原件工作時，其中一個面積為S=4×10^-4m²，匝數(shù)為10匝，每匝電阻為0.02Ω的線圈放在勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直于線圈平面，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B隨時間t變化的規(guī)律如圖1所示．

（1）求在開始的2s內(nèi)，穿過線圈的磁通量變化量；
（2）求在開始的3s內(nèi)，線圈產(chǎn)生的熱量；
（3）小勇同學(xué)做了如圖2的實(shí)驗(yàn)：將并排在一起的兩根電話線分開，在其中一根電話線旁邊鋪設(shè)一條兩端分別與耳機(jī)連接的導(dǎo)線，這條導(dǎo)線與電話線是絕緣的，你認(rèn)為耳機(jī)中會有電信號嗎？寫出你的觀點(diǎn)，并說明理由．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)磁通量的變化△∅=∅₂-∅₁，即可求解；
（2）根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律與閉合電路歐姆定律，及焦耳定律，即可求解；
（3）由感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件，即可求解．

解答 解（1）根據(jù)△∅=∅₂-∅₁
代入數(shù)據(jù)解得△∅=-1.6×10^-3Wb；

（2）根據(jù)題意，
0～2s時根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，有：${E}_{1}=n\frac{△∅}{△t}$，
閉合電路歐姆定律，則有：${I}_{1}=\frac{{E}_{1}}{R}$，
焦耳定律，則${Q}_{1}{=I}_{1}^{2}R{t}_{1}$=6.4×10^-4J，
2～3s時，同理可得Q₂=12.8×10^-4J，
則前3s內(nèi)線圈產(chǎn)生的熱量為Q=Q₁+Q₂=1.92×10^-3J；
 
（3）閉合電路靠近電話線，則穿過電路的磁通理在變化，因此耳機(jī)中有電信號產(chǎn)生的；
原因：穿過耳機(jī)線圈的磁通量發(fā)生變化．

答：（1）在開始的2s內(nèi)，穿過線圈的磁通量變化量-1.6×10^-3Wb；
（2）在開始的3s內(nèi)，線圈產(chǎn)生的熱量1.92×10^-3J；
（3）有電信號，穿過耳機(jī)線圈的磁通量發(fā)生變化．

點(diǎn)評 考查法拉第電磁感應(yīng)定律，閉合電路歐姆定律的內(nèi)容，掌握焦耳定律的應(yīng)用，注意產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件．