如图1所示,匝数200匝的圆形线圈,面积为50cm2,放在匀强磁场中,线圈平面始终与磁场方向垂直,并设磁场方向垂直纸面向里时,磁感应强度为正.线圈的电阻为0.5
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如图1所示,匝数200匝的圆形线圈,面积为50cm2,放在匀强磁场中,线圈平面始终与磁场方向垂直,并设磁场方向垂直纸面向里时,磁感应强度为正.线圈的电阻为0.5
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如图1所示,匝数200匝的圆形线圈,面积为50cm
2
,放在匀强磁场中,线圈平面始终与磁场方向垂直,并设磁场方向垂直纸面向里时,磁感应强度为正.线圈的电阻为0.5Ω,外接电阻R=1.5Ω.当穿过线圈的磁场按图2所示的规律变化时,求:
(1)如图3所示作出线圈中感应电流i随时间t变化的图象(以逆时针方向为正)(不必写计算过程)
(2)由图象计算通过电阻R的电流的有效值.
答案
(1)由图2可知,在0~0.1s内,磁感应强度垂直纸面向里且磁感应强度变大,
由楞次定律可得,线圈中的感应电流沿逆时针方向,所以b点电势高,回路中电流为逆时针方向,为正.
根据法拉第电磁感应定律:E
1
=n
△B•S
△t
=200×4×50×10
-4
=4V
根据欧姆定律:I
1
=
E
1
R+r
=
4
2
=2A
0.1-0.5s内磁感应强度的变化率变为负向,则感应电流变为负向,变化率大小减小为前面的
1
2
,则感应电流减小为前面的
1
2
,I
2
=
1
2
I
1
=1A
故i-t图象如图:
(2)根据电流的热效应相同:I
1
2
Rt
1
+I
2
2
Rt
2
=I
2
R(t
1
+t
2
)
代入数据:2
2
R×0.2+1
2
R×0.4=I
2
R(0.2+0.4)
解得:I=
2
A.
答:(1)如图.
(2)由图象计算通过电阻R的电流的有效值为
2
A.
举一反三
在与匀强磁场垂直的平面内有两根平行金属导轨A和B,在金属导轨A、B上套有两段可以自由滑动的导体CD和EF,如图所示,若用力使导体EF向右运动,则导体CD将( )
A.保持不动
B.向右运动
C.向左运动
D.先向右运动,后向左运动
题型:不详
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如图所示,平行且足够长的两条光滑金属导轨,相距0.5m,与水平面夹角为30°,不计电阻,广阔的匀强磁场垂直穿过导轨平面,磁感应强度B=0.4T,垂直导轨放置两金属棒ab和cd,长度均为L=0.5m,电阻均为R=0.1Ω,质量均为m=0.2kg,两金属棒与金属导轨接触良好且可沿导轨自由滑动.现ab棒在外力作用下,以恒定速度v
1
=2m/s沿着导轨向上滑动,cd棒则由静止释放,试求:(取g=10m/s
2
)
(1)金属棒ab产生的感应电动势E
1
;
(2)金属棒cd开始运动的加速度a和最终速度v
2
.
题型:不详
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如下图所示,在x≤0的区域内存在匀强磁场,磁场的方向垂直于xy平面(纸面)向里.具有一定电阻的矩形线框abcd位于xy平面内,线框的ab边与y轴重合.令线框从t=0的时刻起由静止开始沿x轴正方向做匀速运动,则线框中的感应电流(取逆时针方向的电流为正)随时间t的变化图线I-t图可能是下图中的( )
A.
B.
C.
D.
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穿过一个单匝线圈的磁通量始终为每秒均匀地增加2Wb,则( )
A.线圈中的感应电动势每秒增加2V
B.线圈中的感应电动势每秒减小2V
C.线圈中的感应电动势始终为2V
D.线圈中不产生感应电动势
题型:不详
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一闭合线圈放在匀强磁场里,若通过线圈平面的磁感应强度随强度随时间变化的情况如图甲所示,且线圈面积不变,则线圈的感应电动势与时间的关系可用图乙中哪一个选项表示( )
A.
B.
C.
D.
题型:不详
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