题目内容

3．如图1所示，在竖直方向分布均匀的磁场最终水平放置一个金属环，圆环所围面积为0.1m2，圆环电阻为0.2Ω．磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图2所示（其中在4～5s的时间呈直线）．已知在第1s内感应电流i沿顺时针方向，则（　　）
A．在0～5s的时间段，感应电流先逐渐增大再逐渐减小
B．感应电流的方向，在0-2s时间段顺时针，在2～5s时间段逆时针
C．磁场的方向，在0～4s时间段竖直向上，在4～5s时间段竖直向下
D．在0～5s的时间段，线圈最大发热功率为5.0×10-4W

分析 根据楞次定律判断感应电流的方向，通过法拉第电磁感应定律E=n$\frac{△B}{△t}$S求出感应电动势的大小，结合闭合电路欧姆定律求出电流的大小．

解答 解：A、根据闭合电路欧姆定律得，I=$\frac{E}{R}$=n$\frac{△BS}{R△t}$，知磁感应强度的变化率越大，则电流越大，
磁感应强度变化率最大值为0.1，则最大电流I=$\frac{0.1×0.1}{0.2}$A=0.05A，则在0～5s时间段，感应电流先减小再增大，最后不变．故A错误．
B、根据楞次定律知，在0～2s时间段顺时针，在2～5s时间，磁场在减小，则感应电流的方向：逆时针，故B正确；
C、根据楞次定律可知，磁场的方向，在0～4s时间段竖直向上，在4～5s时间段竖直向下，故C正确．
D、在0～5s时间段，当电流最大时，发热功率最大，则P=I2R=0.052×0.2=5×10-4W．故D正确．
故选：BCD．

点评 解决本题的关键会运用法拉第电磁感应定律求解电动势的大小，会运用楞次定律判断感应电流的方向，注意图象中磁场大小与方向的变化．

练习册系列答案
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C．磁感强度B是矢量，方向与通过该点的磁感线的方向相同
D．根据定义式B=$\frac{F}{IL}$，磁场中某点的磁感强度B与F成正比，与IL成反比

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