Question

3．勻強(qiáng)磁場垂直于紙面向外，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2×10^-2T．一個(gè)直徑為20cm、電阻為0.1Ω的圓線圈放在磁場中，線圈平面垂直磁場方向．在線圈某一直徑兩端用力拉線圈，如圖所示，在0.5s內(nèi)使線圈面積變?yōu)榱悖畣枺涸谶@個(gè)過程中，線圈內(nèi)感應(yīng)電流的方向如何？平均感應(yīng)電流有多大？

Answer 1

分析 先利用法拉第電磁感應(yīng)定律求出平均感應(yīng)電動(dòng)勢，再用歐姆定律求出平均感應(yīng)電流的大小，感應(yīng)電流的方向可以利用楞次定律判斷．

解答 解：r=10cm=0.1m
在用力拉線圈前，線圈的磁通量為：Φ=BS=Bπr²=2π×10^-4Wb
0.5s內(nèi)使線圈面積變?yōu)榱悖瑒t磁通量的變化率為：$\frac{△Φ}{△t}=\frac{Φ}{t}=4π×1{0}^{-4}Wb/s$
根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢為：E=n$\frac{△Φ}{△t}$=4π×10^-4V
平均感應(yīng)電流為：$\overline{I}=\frac{E}{t}=4π×1{0}^{-3}A=0.01A$
感應(yīng)電流方向由楞次定律得為逆時(shí)針方向
答：在這個(gè)過程中，線圈內(nèi)感應(yīng)電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向，平均感應(yīng)電流大小為0.01A．

點(diǎn)評 本題考查法拉第電磁感應(yīng)定律，解題的關(guān)鍵是求出磁通量的變化率，求出感應(yīng)電動(dòng)勢之后再利用歐姆定律求出平均感應(yīng)電流．