Question

如图（a），面积S=0.2m 2 的线圈，匝数n=630匝，总电阻r=1.0Ω，线圈处在变化的磁场中，磁感应强度B随时

如图（a），面积S=0.2m 2 的线圈，匝数n=630匝，总电阻r=1.0Ω，线圈处在变化的磁场中，磁感应强度B随时间t按图（b）所示规律变化，方向垂直线圈平面．图（a）中传感器可看成一个纯电阻R，并标有“3V、0.9W”，滑动变阻器R 0 上标有“10Ω、1A”，试回答下列问题：（1）设磁场垂直纸面向外为正方向，试判断通过电流表的电流方向．（2）为了保证电路的安全，求电路中允许通过的最大电流．（3）若滑动变阻器触头置于最左端，为了保证电路的安全，图（b）中的t 0 最小值是多少？

Answer 1

（1）根据楞次定律，可确定感应电流的方向，即为向右 （2）传感器正常工作时的电阻   R= U 2 P =10Ω 工作电流  I= U R =0.3A 由于滑动变阻器工作电流是1A，所以电路允许通过的最大电流为I=0.3A   （3）滑动变阻器触头位于最左端时外电路的电阻为R 外 =20Ω，故电源电动势的最大值 E=I（R 外 +r）=6.3V    由法拉第电磁感应定律 E= n△φ △t = nS△B △t = 630×0.2×2.0 t 0 解得t 0 =40s 答：（1）设磁场垂直纸面向外为正方向，是通过电流表的电流方向向右． （2）为了保证电路的安全，则电路中允许通过的最大电流为0.3A． （3）若滑动变阻器触头置于最左端，为了保证电路的安全，图（b）中的t 0 最小值是40s．