Question

11．如圖甲所示，匝數(shù)n=1500匝，橫截面積S=20cm²的螺線管處在變化的磁場(chǎng)中，t=0時(shí)開關(guān)S閉合，在一段時(shí)間內(nèi)，磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖乙所示（規(guī)定圖示方向?yàn)榇鸥袘?yīng)強(qiáng)度B的負(fù)方向）．螺線管導(dǎo)線電阻r=1.0Ω，R₁=4.0Ω，R₂=5.0Ω．求：t=1.0s時(shí)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(jù)楞次定律可分析螺線管產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的方向，從而明確電容器上極板帶電的種類；
根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可求得產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，再根據(jù)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(jù)楞次定律可以判斷，螺線管內(nèi)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(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)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(diǎn)評(píng) 本題考查法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用，要注意明確螺線管中產(chǎn)生感應(yīng)電流的方向不變，同時(shí)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．