Question

4．在豎直向上的磁場中，水平放置一個單匝線圈，線圈所圍的面積為0.1m²，線圈電阻為1Ω，規(guī)定線圈中感應(yīng)電流I的正方向從上往下看是順時針方向，如圖1所示，磁場的磁感應(yīng)強度B隨時間t的變化規(guī)律如圖2所示，則以下說法正確的是（　　）

• A． 在時間0～5s內(nèi)，I的最大值為0.1A
• B． 第4s，I的方向為順時針
• C． 第3s，線圈的發(fā)熱功率最大
• D． 3～5s內(nèi)線圈有擴張的趨勢

Answer 1

分析 根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律求出各段時間內(nèi)的感應(yīng)電動勢，就可以解得電流的大小，根據(jù)楞次定律判斷出各段時間內(nèi)感應(yīng)電動勢的方向．

解答 解：A、根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律：E=$\frac{n△Φ}{△t}$=n$\frac{△Bs}{△t}$可以看出B-t圖象的斜率越大則電動勢越大，所以零時刻線圈的感應(yīng)電動勢最大
即：E_max=n$\frac{△BS}{△t}$=1×$\frac{0.1×0.1}{1}$V=0.01V，根據(jù)歐姆定律：I_max=$\frac{{E}_{max}}{R}$=$\frac{0.01}{1}$=0.01A； 故A錯誤．
B、從第3s末到第5s末豎直向上的磁場一直在減小，根據(jù)楞次定律判斷出感應(yīng)電流的磁場與原磁場方向相同，所以電流方向為逆時針方向，故B錯誤；
C、由圖乙所示圖象可知，在第3s內(nèi)穿過線圈的磁通量不變，線圈不產(chǎn)生感應(yīng)電流，線圈發(fā)熱功率為零，最小，故C錯誤；
D、由圖乙所示可知，3～5s內(nèi)穿過線圈的磁通量減少，為阻礙磁通量的減少，線圈有擴張的趨勢，故D正確；
故選：D．

點評 解決本題的關(guān)鍵是掌握法拉第電磁感應(yīng)定律E=$\frac{n△Φ}{△t}$=n$\frac{△Bs}{△t}$，會根據(jù)楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向；要注意靈活應(yīng)用楞次定律解題：當(dāng)磁通量減小時，為阻礙磁通量的減少，線圈有擴張的趨勢，為阻礙磁通量的增加，線圈有收縮的趨勢．