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如图甲所示,在一个正方形金属线圈区域内,存在着磁感应强度B随时间变化的匀强磁场,磁场的方向与线圈平面垂直.金属线圈所围的面积S=200cm2,匝数n=1000,线圈电阻r=1.0Ω.线
网友投稿 2022-12-13 00:00:00 互联网
◎ 题目
如图甲所示,在一个正方形金属线圈区域内,存在着磁感应强度B随时间变化的匀强磁场,磁场的方向与线圈平面垂直.金属线圈所围的面积S=200cm
2
,匝数n=1000,线圈电阻r=1.0Ω.线圈与电阻R构成闭合回路,电阻的阻值R=4.0Ω.匀强磁场的磁感应强度随时间变化的情况如图乙所示,求:
(1)在t=2.0s时刻,穿过线圈的磁通量和通过电阻R的感应电流的大小;
(2)在t=5.0s时刻,电阻R消耗的电功率;
(3)0--6.0s内整个闭合电路中产生的热量.
◎ 答案
(1)根据法拉第电磁感应定律,0~4.0s时间内线圈中磁通量均匀变化,产生恒定的感应电流.
t
1
=2.0s时的感应电动势:E
1
=
n
△φ
△
t
1
=n
(
B
4
-
B
1
)S
△
t
1
-----①
根据闭合电路欧姆定律,闭合回路中的感应电流
I
1
=
E
1
R+r
--------②
解得 I
1
=0.2A
(2)在4-6S时间内 E
2
=
n
△φ
△
t
2
=n
(
B
6
-
B
4
)S
△
t
2
---------------③
则5S时的电流为
I
2
=
E
R+r
---------------④
在t=5.0s时刻,电阻R消耗的电功率 P=I
2
2
R--------------------⑤
由③④⑤可得 P=2.56W
(3)根据焦耳定律,0~4.0s内闭合电路中产生的热量
Q
1
=I
1
2
(r+R)△t
1
=0.8 J
在4.0s~6.0s时间内闭合电路中产生的热量 Q
2
=I
2
2
(r+R)△t
2
=6.4J
故0~6.0s内整个闭合电路中产生的热量Q=Q
1
+Q
2
=7.2J.
答:(1)在t=2.0s时刻,通过电阻R的感应电流的大小为0.2A
(2)在t=2.0s时刻,电阻R消耗的电功率为2.56W
(3)0~6.0s内整个闭合电路中产生的热量为.2J.
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析,试题“如图甲所示,在一个正方形金属线圈区域内,存在着磁感应强度B随时间变化的匀强磁场,磁场的方向与线圈平面垂直.金属线圈所围的面积S=200cm2,匝数n=1000,线圈电阻r=1.0Ω.线…”主要考查了你对 【电功】,【电功率】,【闭合电路欧姆定律】,【法拉第电磁感应定律】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202212/420275.html
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