Question

【題目】一線圈匝數(shù)為N、電阻為r，在線圈外接一阻值為2r的電阻R，如圖甲所示.線圈內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁通量Φ隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖乙所示.求0至t0時(shí)間內(nèi)：

（1）線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小。

（2）通過(guò)R的感應(yīng)電流大小和方向。

（3）電阻R中感應(yīng)電流產(chǎn)生的焦耳熱。

Answer 1

【答案】（1）E=2N；（2）I=，方向?yàn)橛蒩經(jīng)R到b；（3）Q=

【解析】

（1）根據(jù)圖示圖象求出磁通量的變化率，然后應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律求出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；

（2）由歐姆定律可以求出感應(yīng)電流，由楞次定律可以判斷出感應(yīng)電流的方向；

（3）由焦耳定律可以求出產(chǎn)生的熱量．

(1)設(shè)0至t0時(shí)間內(nèi)回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E，由法拉第電磁感應(yīng)定律：E=N①

由圖乙得：=②

所以：E=2N③

(2)感應(yīng)電流：I=E/（2r+r）④

聯(lián)立③④得：I=⑤

根據(jù)楞次定律，通過(guò)R的電流方向?yàn)橛蒩經(jīng)R到b.

(2)由焦耳定律，金屬絲上產(chǎn)生的熱量為：

Q=I22rt0⑥

聯(lián)立⑤⑥得：Q=⑦；

答：(1)線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為2N；

(2)通過(guò)R的感應(yīng)電流大小為：，方向：由a經(jīng)R到b；

(3)電阻R中感應(yīng)電流產(chǎn)生的焦耳熱為.