题目内容
【题目】如图甲所示,匀强磁场中有一矩形闭合线圈abcd,线圈平面与磁场方向垂直。已知线圈的匝数N=100,ab边长L1=1.0m、bc边长L2=0.5m,线圈的电阻r=2Ω.磁感应强度B随时间变化的规律如图乙所示,取垂直纸面向里为磁场的正方向。求:
(1)3 s时线圈内感应电动势的大小和感应电流的方向。
(2)在1~5 s内通过线圈的电荷量q.
(3)在0~5 s内线圈产生的焦耳热Q.
【答案】(1)5 V, 感应电流方向为a→b→c→d→a.(2)10 C.(3)100 J.
【解析】
试题分析:(1)3 s时感应电动势,其中磁通量的变化量ΔΦ1=ΔB1S
解得:,代入数据解得:E1=5 V, 感应电流方向为a→b→c→d→a.
(2)在1~5 s内线圈中的感应电动势, 感应电流,
电荷量q=I2Δt2,解得:,代入数据解得:q=10 C.
(3)0~1 s内线圈中的感应电动势: ,
0~1 s内线圈中的感应电流,产生的焦耳热Q1=I32rΔt3=50J;
1~5 s内线圈产生的焦耳热Q2=I22rΔt2=50J; 0~5s内焦耳热Q=Q1+Q2=100 J.
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