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法拉第电磁感应定律
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如图（1）所示的螺线管横截面积为S，匝数为N、电阻为r，螺线管与一根电阻为2r的金属丝连接向右穿过螺线管的匀强磁场随时间变化的规律如图（2）所示．求0至t0时间内：（1）通过金属丝
网友投稿 2023-04-18 00:00:00 零零社区
◎ 题目
如图（1）所示的螺线管横截面积为S，匝数为N、电阻为r，螺线管与一根电阻为2r的金属丝连接向右穿过螺线管的匀强磁场随时间变化的规律如图（2）所示．求0至t
0
时间内：
（1）通过金属丝的感应电流大小和方向．
（2）金属丝中感应电流产生的焦耳热量．
（3）金属丝辐射出的光子数．（设金属丝产生的热量全部以频率为γ的红外线辐射出来、普朗克常数为h）
◎ 答案
（1）设0至t
0
时间内回路中的感应电动势为E，感应电流为I，由法拉第电磁感应定律：
E=N
△?
△t
①
又
△?
△t
=
△B
△t
S=
2
B
0
t
0
S
②
根据欧姆定律，有：
I=
E
2r+r
③
联立①②③得：
I=
2N
B
0
S
3
t
0
r
④
根据楞次定律判断，金属丝上的电流方向为由a经金属丝到b．⑤
（2）由焦耳定律及④，金属丝上产生的热量为：
Q=
I
2
2r
t
0
=
8
N
2
B
20
S
2
9r
t
0
⑥
（3）设发射出的光子数为n，根据爱因斯坦的光子说，这些光子的能量为：
E=nhυ ⑦
依题意：Q=E ⑧
联立⑥⑦⑧可得：
n=
8
N
2
B
20
S
2
9r
t
0
hv
⑨
答：（1）通过金属丝的感应电流大小
2N
B
0
S
3
t
0
r
和方向为由a经金属丝到b．
（2）金属丝中感应电流产生的焦耳热量
8
N
2
B
20
S
2
9r
t
0
．
（3）金属丝辐射出的光子数
n=
8
N
2
B
20
S
2
9r
t
0
hv
．
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析，试题“如图（1）所示的螺线管横截面积为S，匝数为N、电阻为r，螺线管与一根电阻为2r的金属丝连接向右穿过螺线管的匀强磁场随时间变化的规律如图（2）所示．求0至t0时间内：（1）通过金属丝…”主要考查了你对 【法拉第电磁感应定律】，【电磁感应现象中的磁变类问题】，【电磁感应现象中的切割类问题】 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/202304/448573.html
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