Question

一個正方形線圈邊長a=0.20m，共有n=100匝，其總電阻r=4.0Ω．線圈與阻值R=16Ω的外電阻連成閉合回路，如圖甲所示．線圈所在區域存在著分布均勻但強弱隨時間變化的磁場，磁場方向垂直線圈平面，其磁感應強度B的大小隨時間作周期性變化的周期T=1.0×10^-2s，如圖乙所示，圖象中、…．求：
（1）0-t₁時間內，通過電阻R的電荷量；
（2）t=1.0s內電通過電阻R所產生的熱量；
（3）線圈中產生感應電流的有效值．

Answer 1

【答案】分析：（1）根據法拉第電磁感應定律與閉合電路歐姆定律，并依據電量表達式，即可求解；
（2）根據焦耳定律，可求出一個周期內的產生熱量，從而可求出1秒內電阻R所產生的熱量；
（3）通過感應電流的有效值來計算一個周期內的熱量，從而即可求解．
解答：解：（1）0-t₁時間內的感應電動勢
通過電阻R的電流I₁==3.0A
所以在0-t₁時間內通過R的電荷量q=I₁t₁=1.0×10^-2C
（2）在一個周期內，電流通過電阻R產生熱量
在1.0s內電阻R產生的熱量為Q=
（3）設感應電流的有效值為I，則一個周期內電流產生的熱量
解得
答：（1）0-t₁時間內，通過電阻R的電荷量1.0×10^-2C；
（2）t=1.0s內電通過電阻R所產生的熱量48J；
（3）線圈中產生感應電流的有效值．
點評：考查法拉第電磁感應定律，閉合電路歐姆定律，焦耳定律等規律的應用，掌握交流電的有效值來計算焦耳熱．