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问题详情:
如图*所示,一个圆形线圈的匝数n=100,线圈面积S=200cm2,线圈的电阻r=1Ω,线圈外接一个阻值R=4Ω的电阻,把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中,磁感应强度随时间变化规律如图乙所示。求:
(1)线圈中的感应电流的大小和方向;
(2)电阻R两端电压及消耗的功率;
(3)前4s内通过R的电荷量。
【回答】
(1)0﹣4s内,线圈中的感应电流的大小为0.02A,方向沿逆时针方向。4﹣6s内,线圈中的感应电流大小为0.08A,方向沿顺时针方向;(2)0﹣4s内,R两端的电压是0.08V;4﹣6s内,R两端的电压是0.32V,R消耗的总功率为0.0272W;(3)前4s内通过R的电荷量是8×10﹣2C。
【解析】
(1)0﹣4s内,由法拉第电磁感应定律有:
线圈中的感应电流大小为:
由楞次定律知感应电流方向沿逆时针方向。
4﹣6s内,由法拉第电磁感应定律有:
线圈中的感应电流大小为:,方向沿顺时针方向。
(2)0﹣4s内,R两端的电压为:
消耗的功率为:
4﹣6s内,R两端的电压为:
消耗的功率为:
故R消耗的总功率为:
(3)前4s内通过R的电荷量为:
知识点:法拉第电磁感应定律
题型:解答题
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