Question

16．如圖，螺線管匝數(shù)n=1500匝，橫截面積S=20cm²，電阻r=1.5Ω，與螺線管的外電阻R₁=3.5Ω，R₂=2.5Ω，向右穿過螺線管的勻強磁場的磁感應強度按圖乙所示變化，求：
（1）螺線管產(chǎn)生的感應電勢大小；
（2）通過螺線管的電流大小和方向；
（3）螺線管兩端的電壓大小，并判斷M、N兩端電勢的高低．

Answer 1

分析 （1）由法拉第電磁感應定律求得感應電動勢的大小．
（2）由閉合電路歐姆定律即可求解通過螺線管的電流大小，由楞次定律判斷感應電流的方向．
（3）由歐姆定律求出螺線管兩端的電壓大小，根據(jù)感應電流的方向，來確定電勢的高低．

解答 解：（1）根據(jù)法拉第電磁感應定律有：E=n$\frac{△B}{△t}$S
由圖乙知：$\frac{△B}{△t}$=$\frac{6-2}{2}$T/s=2T/s
代入數(shù)據(jù)解得：E=1500×2×20×10^-4=6V
（2）由閉合電路歐姆定律得：I=$\frac{E}{{R}_{1}+{R}_{2}+r}$=$\frac{6}{3.5+2.5+1.5}$A=0.8A
由楞次定律可以判斷出螺線管中電流為N→M；
（2）螺線管兩端的電壓是外電壓，為 U=I（R₁+R₂）=0.8×（3.5+2.5）V=4.8V
在外電路，順著電流方向電勢降低，則M的電勢高于N的電勢．
答：
（1）螺線管產(chǎn)生的感應電勢大小是6V；
（2）通過螺線管的電流大小是0.8A，方向N→M；
（3）螺線管兩端的電壓大小是4．V，M的電勢高于N的電勢．

點評 考查法拉第電磁感應定律、閉合電路歐姆定律、功率及電壓與電流關系式，并掌握外電路中沿著電場線方向電勢降低．