Question

【題目】如圖甲所示，一正方形線圈的匝數(shù)為240匝，邊長(zhǎng)為a=0.5 m，對(duì)應(yīng)的總電阻為2Ω，電阻R=1Ω并通過導(dǎo)線與線圈相連，線圈平面與勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直且固定，且一半處在磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，大小隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖乙所示，求：

（1）判斷線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向是順時(shí)針還是逆時(shí)針；

（2）6s內(nèi)通過電阻R的電荷量；

（3）t=4s時(shí)線圈受到的安培力。

Answer 1

【答案】（1）逆時(shí)針方向；（2）6C；（3）144N。

【解析】

（1）磁場(chǎng)在均勻地增加，由楞次定律可知：電流的方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向；

（2）根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

E=n=n=3V

根據(jù)電路的串、并聯(lián)關(guān)系知，總電阻為R=1.5Ω，由歐姆定律，干路電流

I干路＝＝2 A

則通過電阻R的電流為I=1 A，6s內(nèi)通過電阻R的電荷量

q＝It＝6C

（3）安培力F＝nBI干路L，由題圖乙可知：t＝4s時(shí)，B＝0.6T，有效長(zhǎng)度為L＝a，代入數(shù)據(jù)，t=4s時(shí)線圈受到的安培力

F＝144N

答：（1）線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向是逆時(shí)針；（2）6s內(nèi)通過電阻R的電荷量為6C；（3）t=4s時(shí)線圈受到的安培力為144N。