Question

4．在豎直向上的磁場(chǎng)中，水平放置一個(gè)單匝線圈，線圈所圍的面積為0.1m²，線圈電阻為1Ω，規(guī)定線圈中感應(yīng)電流I的正方向從上往下看是順時(shí)針方向，如圖1所示，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2所示，則以下說法正確的是（　　）

• A． 在時(shí)間0～5s內(nèi)，I的最大值為0.1A
• B． 第4s，I的方向?yàn)轫槙r(shí)針
• C． 第3s，線圈的發(fā)熱功率最大
• D． 3～5s內(nèi)線圈有擴(kuò)張的趨勢(shì)

Answer 1

分析 根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律求出各段時(shí)間內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，就可以解得電流的大小，根據(jù)楞次定律判斷出各段時(shí)間內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向．

解答 解：A、根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律：E=$\frac{n△Φ}{△t}$=n$\frac{△Bs}{△t}$可以看出B-t圖象的斜率越大則電動(dòng)勢(shì)越大，所以零時(shí)刻線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大
即：E_max=n$\frac{△BS}{△t}$=1×$\frac{0.1×0.1}{1}$V=0.01V，根據(jù)歐姆定律：I_max=$\frac{{E}_{max}}{R}$=$\frac{0.01}{1}$=0.01A； 故A錯(cuò)誤．
B、從第3s末到第5s末豎直向上的磁場(chǎng)一直在減小，根據(jù)楞次定律判斷出感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)方向相同，所以電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向，故B錯(cuò)誤；
C、由圖乙所示圖象可知，在第3s內(nèi)穿過線圈的磁通量不變，線圈不產(chǎn)生感應(yīng)電流，線圈發(fā)熱功率為零，最小，故C錯(cuò)誤；
D、由圖乙所示可知，3～5s內(nèi)穿過線圈的磁通量減少，為阻礙磁通量的減少，線圈有擴(kuò)張的趨勢(shì)，故D正確；
故選：D．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵是掌握法拉第電磁感應(yīng)定律E=$\frac{n△Φ}{△t}$=n$\frac{△Bs}{△t}$，會(huì)根據(jù)楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向；要注意靈活應(yīng)用楞次定律解題：當(dāng)磁通量減小時(shí)，為阻礙磁通量的減少，線圈有擴(kuò)張的趨勢(shì)，為阻礙磁通量的增加，線圈有收縮的趨勢(shì)．