一个共有10匝的闭合矩形线圈,总电阻为10Ω、面积为0.04m2,置于水平面上。若线框内的磁感强度在0.02s内,由垂直纸面向里,从1.6T均匀减少到零,再反向均匀增加到2.4T。则

◎ 题目

一个共有10匝的闭合矩形线圈,总电阻为10Ω、面积为0.04m2,置于水平面上。若线框内的磁感强度在0.02s内,由垂直纸面向里,从1.6T均匀减少到零,再反向均匀增加到2.4T。则在此时间内,线圈内导线中的感应电流大小为______A,从上向下俯视,线圈中电流的方向为______时针方向。

◎ 答案

8A  顺时针

◎ 解析


【错解分析】错解:由于磁感强度均匀变化,使得闭合线圈中产生感应电流,根据法拉第电磁感应定律,感应电动势

根据闭合电路欧姆定律 
根据楞次定律,开始时原磁场方向垂直纸面向里,而且是均匀减少的。那么感应电流产生的磁场的方向应该与原磁场方向相同,仍然向里。再根据安培定则判断感应电流的方向为顺时针方向。同理,既然原磁场均匀减少产生的感应电流的方向为顺时针方向。那么,原磁场均匀增加时,产生的感应电流的方向必然是逆时针方向。
由于磁场的变化,而产生感应电动势,根据法拉第电磁感应定律
来分析问题是正确的思路。但是是矢量差。在0.02s内磁场的方向发生了一次反向。设垂直纸面向里为正方向,ΔB=B2-(-B1)=B2+Bl
【正解】根据法拉第电磁感应定律

根据闭合电路欧姆定律
根据楞次定律,磁感强度B从B1开始均匀减少到零的过程中,感应电流的磁场阻碍原磁通的减少,与原磁通的方向同向,感应电流的方向是顺时针的。接着磁感强度B从零开始反方向均均匀增加到B2,这个过程中,穿过闭合线圈的磁通量反方向增加,感应电流的磁场要阻碍原磁场的增加,其方向是垂直纸面向里,再根据安培定则判断感应电流的方向仍然是顺时针的。
【点评】应用楞次定律时,特别要注意感应电流的磁场阻碍的是引起感应电流的磁通量的变化。不能把“阻碍变化”简单地理解为原磁场均匀减少,电流就是顺时针,原磁场均匀增加,感应电流就是逆时针。应用楞次定律解题要先判断原磁通的方向及其变化趋势,再用“阻碍变化”的原则来判断感应电流的磁场的方向,最后用右手定则来判断感应电流的方向。

◎ 知识点

    专家分析,试题“一个共有10匝的闭合矩形线圈,总电阻为10Ω、面积为0.04m2,置于水平面上。若线框内的磁感强度在0.02s内,由垂直纸面向里,从1.6T均匀减少到零,再反向均匀增加到2.4T。则…”主要考查了你对  【闭合电路欧姆定律】  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。

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