Question

【题目】如图甲所示，在一个正方形金属线圈区域内，存在着磁感应强度随时间变化的匀强磁场，磁场的方向与线圈所围的面，匝数，线圈电阻．线圈与电阻构成闭合回路，电阻．匀强磁场的磁感应强度随时间变化的情况如图乙所示，求：

（）在时刻，通过电阻的感应电流的大小．

（）在，电阻消耗的电功率．

（）在内整个闭合电路中产生的热量．

Answer 1

【答案】A

【解析】

试题（1）根据法拉第电磁感应定律，0～4.0s时间内线圈中磁通量均匀变化，产生恒定的感应电流．

t1=2.0s时的感应电动势：

根据闭合电路欧姆定律，闭合回路中的感应电流

解得 I1=0.2A

（2）在4-6S时间内

则5s时的电流为

在t=5.0s时刻，电阻R消耗的电压 U=I2R=3.2V

可得电阻R消耗的电功率PR=I2U=2.56W；

（3）根据焦耳定律，0～4.0s内闭合电路中产生的热量;

Q1=I12（r+R）△t1=0.22×（1+4）×4="0.8" J

4.0～6.0s内闭合电路中产生的热量;

Q2=I22（r+R）△t2=0.82×（1+4）×2="6.4" J

故0~6.0 s内整个闭合电路中产生的热量为0.8J+6.4J=7.2J