Question

11．如圖甲所示，匝數n=1500匝，橫截面積S=20cm²的螺線管處在變化的磁場中，t=0時開關S閉合，在一段時間內，磁場磁感應強度B隨時間t的變化規(guī)律如圖乙所示（規(guī)定圖示方向為磁感應強度B的負方向）．螺線管導線電阻r=1.0Ω，R₁=4.0Ω，R₂=5.0Ω．求：t=1.0s時電容器上極板的電荷種類及螺線管兩端的電壓．

Answer 1

分析 根據楞次定律可分析螺線管產生的電動勢的方向，從而明確電容器上極板帶電的種類；
根據法拉第電磁感應定律可求得產生的感應電動勢，再根據閉合電路歐姆定律可求得電流，從而求出螺線管兩端的電壓．

解答 解：根據楞次定律可以判斷，螺線管內電流向上，故上端為正極，所以電容器上極板帶正電 
由乙圖可知，螺線管上產生的感應電動勢E的大小不變，有：$E=n\frac{△B}{△t}S=1500×0.02×0.002V=0.06V$
電路中的電流為：I=$\frac{E}{{R}_{1}+{R}_{2}+r}$=$\frac{0.06}{4.0+5.0+1.0}$=0.006A；
螺線管兩端的電壓為：U=I（R₁+R₂）=0.006 A×9Ω=0.054 V  
答：電容器上極板帶正電； 螺線管兩端的電壓為0.054V．

點評 本題考查法拉第電磁感應定律的應用，要注意明確螺線管中產生感應電流的方向不變，同時注意螺線管兩端的電壓為路端電壓，即為R₁與R₂兩端的電壓．