Question

如圖甲所示，一個(gè)圓形線圈的匝數(shù)n=100，線圈面積S=200cm²，線圈的電阻r=1Ω，線圈外接一個(gè)阻值R=4Ω的電阻，把線圈放入一方向垂直線圈平面向里的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化規(guī)律如圖已所示．下列說法中正確的是（　　）

A．線圈中的感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向

B．電阻R兩端的電壓隨時(shí)間均勻增大

C．線圈電阻r消耗的功率為4×10^-4W

D．前4s內(nèi)通過R的電荷量為4×10^-4C

Answer 1

分析：線圈平面垂直處于勻強(qiáng)磁場中，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度隨著時(shí)間均勻變化時(shí)，線圈中的磁通量發(fā)生變化，從而導(dǎo)致出現(xiàn)感應(yīng)電動勢，產(chǎn)生感應(yīng)電流．由楞次定律可確定感應(yīng)電流方向，由法拉第電磁感應(yīng)定律可求出感應(yīng)電動勢大小，運(yùn)用功率與電量的表達(dá)式，從而即可求解．

解答：解：A、由圖可知，穿過線圈的磁通量變大，由楞次定律可得：線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電流逆時(shí)針，故A錯(cuò)誤．
B、根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，可知，磁通量的變化率恒定，所以電動勢恒定，則電阻兩端的電壓恒定，故B錯(cuò)誤；
C、由法拉第電磁感應(yīng)定律：E=N

△?

△t

=

△B?S

△t

N=100×

0.4-0.2

4

×0.02V=0.1V，由閉合電路歐姆定律，可知電路中的電流為I=

E

R+r

=

0.1

4+1

A=0.02A，所以線圈電阻r消耗的功率P=I²R=0.02²×1W=4×10^-4W，故C正確；
D、前4s內(nèi)通過R的電荷量Q=It=0.02×4C=0.08C，故D錯(cuò)誤；
故選C

點(diǎn)評：考查楞次定律來判定感應(yīng)電流方向，由法拉第電磁感應(yīng)定律來求出感應(yīng)電動勢大小．當(dāng)然本題還可求出電路的電流大小，及電阻消耗的功率．同時(shí)磁通量變化的線圈相當(dāng)于電源．