問題詳情:
如圖*所示,一個圓形線圈的匝數n=100,線圈面積S=200cm2,線圈的電阻r=1Ω,線圈外接一個阻值R=4Ω的電阻,把線圈放入一方向垂直線圈平面向裡的勻強磁場中,磁感應強度隨時間變化規律如圖乙所示。求:
(1)線圈中的感應電流的大小和方向;
(2)電阻R兩端電壓及消耗的功率;
(3)前4s內通過R的電荷量。
【回答】
(1)0﹣4s內,線圈中的感應電流的大小為0.02A,方向沿逆時針方向。4﹣6s內,線圈中的感應電流大小為0.08A,方向沿順時針方向;(2)0﹣4s內,R兩端的電壓是0.08V;4﹣6s內,R兩端的電壓是0.32V,R消耗的總功率為0.0272W;(3)前4s內通過R的電荷量是8×10﹣2C。
【解析】
(1)0﹣4s內,由法拉第電磁感應定律有:
線圈中的感應電流大小為:
由楞次定律知感應電流方向沿逆時針方向。
4﹣6s內,由法拉第電磁感應定律有:
線圈中的感應電流大小為:,方向沿順時針方向。
(2)0﹣4s內,R兩端的電壓為:
消耗的功率為:
4﹣6s內,R兩端的電壓為:
消耗的功率為:
故R消耗的總功率為:
(3)前4s內通過R的電荷量為:
知識點:法拉第電磁感應定律
題型:解答題