Question

3．匀强磁场垂直于纸面向外，磁感应强度B=2×10^-2T．一个直径为20cm、电阻为0.1Ω的圆线圈放在磁场中，线圈平面垂直磁场方向．在线圈某一直径两端用力拉线圈，如图所示，在0.5s内使线圈面积变为零．问：在这个过程中，线圈内感应电流的方向如何？平均感应电流有多大？

Answer 1

分析 先利用法拉第电磁感应定律求出平均感应电动势，再用欧姆定律求出平均感应电流的大小，感应电流的方向可以利用楞次定律判断．

解答 解：r=10cm=0.1m
在用力拉线圈前，线圈的磁通量为：Φ=BS=Bπr²=2π×10^-4Wb
0.5s内使线圈面积变为零，则磁通量的变化率为：$\frac{△Φ}{△t}=\frac{Φ}{t}=4π×1{0}^{-4}Wb/s$
根据法拉第电磁感应定律得线圈中感应电动势为：E=n$\frac{△Φ}{△t}$=4π×10^-4V
平均感应电流为：$\overline{I}=\frac{E}{t}=4π×1{0}^{-3}A=0.01A$
感应电流方向由楞次定律得为逆时针方向
答：在这个过程中，线圈内感应电流的方向为逆时针方向，平均感应电流大小为0.01A．

点评 本题考查法拉第电磁感应定律，解题的关键是求出磁通量的变化率，求出感应电动势之后再利用欧姆定律求出平均感应电流．