Question

4．有一個(gè)可拆變壓器，鐵芯右邊繞有一個(gè)線圈，線圈兩端與滑動(dòng)變阻器、電池組連成回路．鐵芯的橫截面積為0.01m²，且假設(shè)磁場全部集中在鐵芯中．在左邊的鐵芯上套有一個(gè)環(huán)面積為0.02m²的金屬環(huán)，金屬環(huán)與鐵芯截面垂直．調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)頭向上滑動(dòng)，使鐵芯中的磁感應(yīng)強(qiáng)度每秒均勻增加0.2T，則：
（1）從上向下看金屬環(huán)中感應(yīng)電流方向是逆時(shí)針（填“順時(shí)針”或“逆時(shí)針”）；
（2）左邊金屬環(huán)的電阻為0.01Ω，金屬環(huán)內(nèi)的電流大小為0.2A．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)楞次定律判斷出感應(yīng)電流的方向；
（2）根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律求出感應(yīng)電動(dòng)勢的大小，然后根據(jù)閉合電路歐姆定律可求電流．

解答 解：（1）根據(jù)右手螺旋定則知，螺線管中的磁場方向豎直向上，所以通過金屬環(huán)的磁場方向豎直向下，當(dāng)磁場均勻增大時(shí)，根據(jù)楞次定律知，感應(yīng)電流的方向是逆時(shí)針方向．
（2）根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得金屬環(huán)內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢為：
$E=\frac{n△BS}{△t}=\frac{0.2×0.01}{1}V=0.002V$
根據(jù)閉合電路歐姆定律得金屬環(huán)內(nèi)的電流大小為：$I=\frac{E}{R}=\frac{0.002}{0.01}A=0.2A$
故答案為：（1）逆時(shí)針  （2）0.2

點(diǎn)評(píng) 該題考查法拉第電磁感應(yīng)定律與楞次定律的應(yīng)用，解決本題的關(guān)鍵是要先根據(jù)安培定則正確判斷出穿過線圈的磁場的方向，其次要掌握楞次定律判斷感應(yīng)電流方向，以及掌握法拉第電磁感應(yīng)定律內(nèi)容．