Question

11．如圖甲所示，在豎直方向分布均勻的磁場中水平放置一個金屬圓環(huán)，圓環(huán)所圍面積為0.1m²，圓環(huán)電阻為0.2Ω，在第1s內(nèi)感應(yīng)電流I沿順時針方向（俯視），磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t的變化規(guī)律如圖乙所示，其中4s～5s的時間段為直線，下列判斷正確的是（　　）

• A． 在0～2s時間段，感應(yīng)電流先增大再減少
• B． 在2s～4s時間段，感應(yīng)電流I沿順時針方向
• C． 在4s～5s時間段內(nèi)，感應(yīng)電流I沿順時針方向
• D． 在0～5時間段，圓環(huán)的最大發(fā)熱功率為5.0×10^-4W

Answer 1

分析 根據(jù)楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向，通過法拉第電磁感應(yīng)定律求出感應(yīng)電動勢的大小，結(jié)合閉合電路歐姆定律求出電流的大小

解答 解：A、根據(jù)閉合電路歐姆定律得，I=$\frac{E}{R}$=n$\frac{△B•S}{R△t}$，知磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率越大，則電流越大，由圖示圖象可知，在0～2s時間段，磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率不斷減小，則感應(yīng)電流不斷減小，故A錯誤．
B、由題意可知，在第1s內(nèi)感應(yīng)電流I沿順時針方向，在第一秒內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度增大，在2～4s時間，磁場減小，磁場方向不變，由楞次定律可知，感應(yīng)電流在2-4s內(nèi)的方向與在第一秒內(nèi)的方向相反，即：沿逆時針，故B錯誤．
C、由題意可知，在第1s內(nèi)感應(yīng)電流I沿順時針方向，在第一秒內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度增大，在4～5s時間，磁場增大，磁場方向反向，由楞次定律可知，感應(yīng)電流在4-5s內(nèi)的方向與在第一秒內(nèi)的方向相反，即：沿逆時針，故C錯誤
D、在0～5s時間段，當(dāng)電流最大時，發(fā)熱功率最大，則P=I²R=0.05²×0.2=5×10^-4W．故D正確．
故選：D．

點評 解決本題的關(guān)鍵會運(yùn)用法拉第電磁感應(yīng)定律求解電動勢的大小，會運(yùn)用楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向．