如图的螺线管，横截面积为S、匝数为N、电阻为r ，螺线管与一根电阻为2 r 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，求0至t0时间内：（1）

题型：不详难度：来源：

如图的螺线管，横截面积为S、匝数为N、电阻为r ，螺线管与一根电阻为2 r 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，求0至t₀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Q
（3）金属丝中流过的感应电量q

答案

（1）

电流方向a→b（2）

（3）

解析

由法拉第电磁感应定律求出电动势，再根据欧姆定律求出电流，由楞次定律判断出方向；根据焦耳定律求热量；根据电流的平均值求出电量。
（1）根据法拉第电磁感应定律有：

根据闭合电路欧姆定律有：

，根据楞次定则，电流方向a→b。
（2）根据焦耳定律

（3）金属丝中流过的感应电量q=

。

举一反三

高频焊接是一种常用的焊接方法，如图12(a)所示是焊接的原理示意图．将半径r＝0.10 m的待焊接的环形金属工件放在线圈中，然后在线圈中通以高频变化电流，线圈产生垂直于工件所在平面匀强磁场，磁场方向垂直线圈所在平面向里，磁感应强度B随时间t的变化规律如图(b)所示．工件非焊接部分单位长度上的电阻R₀＝1.0×10^－³Ω·m^－¹，焊缝处的接触电阻为工件非焊接部分电阻的9倍．焊接的缝宽非常小，不计温度变化对电阻的影响．求：
(1)0～2.0×10^－² s和2.0×10^－² s～3.0×10^－² s时间内环形金属工件中感应电动势各是多大？
(2)0～2.0×10^－² s和2.0×10^－² s～3.0×10^－² s时间内环形金属工件中感应电流的大小，并在图(c)中定量画出感应电流随时间变化的i—t图象(以逆时针方向电流为正)．
(3)在t＝0.30 s内电流通过焊接处所产生的焦耳热．