Question

5．矩形線圈abcd，長(zhǎng)ab=0.20m，寬bc=0.10m，匝數(shù)n=200，線圈回路總電阻R=5Ω．整個(gè)線圈平面內(nèi)均有垂直于線圈平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)穿過．若勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖，則（　　）

• A． 線圈回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間均勻變化
• B． 線圈回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電流為0.2 A
• C． 當(dāng)t=0.30 s時(shí)，整個(gè)線圈的ab邊所受的安培力大小為3.2 N
• D． 在1 min內(nèi)線圈回路產(chǎn)生的焦耳熱為48 J

Answer 1

分析 線圈在變化的磁場(chǎng)中，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，形成感應(yīng)電流，由法拉第電磁感應(yīng)定律來求出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小．借助于閉合電路的毆姆定律來算出感應(yīng)電流大小．
通電導(dǎo)線處于磁場(chǎng)中受到安培力，則由公式F=BIL可求出安培力的大小．
由于磁通量的變化，導(dǎo)致線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，根據(jù)焦耳定律可得回路中的產(chǎn)生熱量．

解答 解：A、由法拉第電磁感應(yīng)定律，則有：E=$n\frac{△Φ}{△t}$=nS$\frac{△B}{△t}$可知，
由于線圈中磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率：$\frac{△B}{△t}$=$\frac{0.2-0.05}{0.3}$=0.5T/S；
為常數(shù)，則回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E=$n\frac{△Φ}{△t}=n\frac{△B}{△t}S$=200×0.5×0.2×0.1V=2V，且恒定不變，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；
B、回路中感應(yīng)電流的大小為I=$\frac{E}{R}$=$\frac{2}{5}$A=0.4A，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；
C、當(dāng)t=0.3 s時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2 T，則安培力為F=NBIL=200×0.2×0.4×0.2=3.2N；，故選項(xiàng)C正確；
D、1 min內(nèi)線圈回路產(chǎn)生的焦耳熱為Q=I²Rt=0.4²×5×60 J=48 J，選項(xiàng)D正確．
故選：CD．

點(diǎn)評(píng) 本題對(duì)法拉第電磁感應(yīng)定律、閉合電路毆姆定律、焦耳定律及安培力的公式熟練掌握，同時(shí)線圈中通電發(fā)熱，將電能轉(zhuǎn)化熱能．