Question

13．一單匝閉合矩形線圈abcd，長ab=50cm，寬bc=40cm，線圈回路總電阻R=0.02Ω，整個線圈范圍為均有垂直于線圈平面的勻強磁場，勻強磁場的磁感應(yīng)強度B隨時間t的變化規(guī)律如圖所示，則（　�。�

• A． 線圈有向外擴張的趨勢
• B． 線圈回路中感應(yīng)電動勢變化的變化率為0.02V/s
• C． 線圈的ab邊所受的安培力大小恒為8×10^-2N
• D． 在30s內(nèi)線圈回路產(chǎn)生的焦耳熱為2.4×10^-2J

Answer 1

分析 線圈在變化的磁場中，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，形成感應(yīng)電流，由法拉第電磁感應(yīng)定律來求出感應(yīng)電動勢大�。�借助于閉合電路的毆姆定律來算出感應(yīng)電流大�。�
通電導(dǎo)線處于磁場中受到安培力，則由公式F=BIL可求出安培力的大�。�
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、依據(jù)楞次定律，“增縮減擴”，可知，因磁場隨著時間增大，則線圈有向內(nèi)收縮的趨勢，故A錯誤；
B、線圈回路中磁通量的變化率為$\frac{△∅}{△t}$=0.02V/s，而感應(yīng)電動勢是不變化的，故B錯誤；
C、由法拉第電磁感應(yīng)定律可得：E=n$\frac{△∅}{△t}$=n$\frac{△B}{△t}$•S=1×$\frac{0.8-0.2}{30}$×0.5×0.4V=0.004V，
由閉合電路毆姆定律可得：I=$\frac{E}{R}$=$\frac{0.004}{0.02}$A=0.2A，
通電導(dǎo)線受到的安培力為F=nBIL，雖電流I與L是恒定的，但磁場是變化，故安培力大小不恒定，故C錯誤；
D、在30s內(nèi)線圈回路產(chǎn)生的焦耳熱：Q=I²Rt=0.2²×0.02×30J=2.4×10^-2J，故D正確；
故選：D．

點評 本題對法拉第電磁感應(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，同時線圈中通電發(fā)熱，將電能轉(zhuǎn)化熱能．