题目内容

如图甲所示,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.下列说法中正确的是(  )
分析:线圈平面垂直处于匀强磁场中,当磁感应强度随着时间均匀变化时,线圈中的磁通量发生变化,从而导致出现感应电动势,产生感应电流.由楞次定律可确定感应电流方向,由法拉第电磁感应定律可求出感应电动势大小,运用功率与电量的表达式,从而即可求解.
解答:解:A、由图可知,穿过线圈的磁通量变大,由楞次定律可得:线圈产生的感应电流逆时针,故A错误.
B、根据法拉第电磁感应定律,可知,磁通量的变化率恒定,所以电动势恒定,则电阻两端的电压恒定,故B错误;
C、由法拉第电磁感应定律:E=N
△?
△t
=
△B?S
△t
N=100×
0.4-0.2
4
×0.02V=0.1V,由闭合电路欧姆定律,可知电路中的电流为I=
E
r+R
=
0.1
4+1
A=0.02A,所以线圈电阻r消耗的功率P=I2R=0.022×1W=4×10-4W,故C正确;
D、前4s内通过R的电荷量Q=It=0.02×4C=0.08C,故D正确;
故选:CD
点评:考查楞次定律来判定感应电流方向,由法拉第电磁感应定律来求出感应电动势大小.当然本题还可求出电路的电流大小,及电阻消耗的功率.同时磁通量变化的线圈相当于电源.
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