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。

◎ 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=200cm2,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)t=2.0s时刻,通过电阻R的感应电流大小;
(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

解:(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=2.0s时的感应电动势E1nn
根据闭合电路欧姆定律,闭合回路中的感应电流
I1
解得I1=0.2A.
(2)由图像可知,在4.0~6.0s时间内,线圈中产生的感应电动势E2nn
根据闭合电路欧姆定律,t=5.0s时闭合回路中的感应电流
I2=0.8A
电阻消耗的电功率P2I22R=2.56W。
(3)根据焦耳定律,0~4.0s内闭合电路中产生的热量
Q1I12(rR)△t1=0.8J
4.0~6.0s内闭合电路中产生的热量
Q2I22(rR)△t2=6.4J
0~6.0s内闭合电路中产生的热量
QQ1Q2=7.2J

◎ 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。…”主要考查了你对  【电磁感应现象中的磁变类问题】  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。

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