Question

截面積S=0.2m²，匝數(shù)n=100匝的線圈A，處在如圖（甲）所示的磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間按圖（乙）所示規(guī)律變化，方向垂直線圈平面，規(guī)定向外為正方向．電路中R₁=4Ω，R₂=6Ω，C=30μF，線圈電阻不計(jì)．
（1）閉合S穩(wěn)定后，求通過R₂的電流大小和方向；
（2）閉合S一段時(shí)間后再斷開，則斷開后通過R₂的電荷量是多少？

Answer 1

分析：（1）根據(jù)E=n

△B?S

△t

求出感應(yīng)電動(dòng)勢的大小，根據(jù)楞次定律判斷出感應(yīng)電流的方向，再根據(jù)閉合電路歐姆定律求出電流的大小．
（2）求出閉合S后，根據(jù)Q=CU求出電容器所帶的電量，S斷開后，電量全部通過R₂．

解答：解：（1）由圖知B隨時(shí)間按線性變化，變化率為：

△B

△t

=0.2T/s．
由法拉第電磁感應(yīng)定律得：E=n

△B

△t

S=4V．
由楞次定律確定線圈中的電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向．則R₂的電流方向向下．
由閉合電路歐姆定律得流過R₂的電流：I=

E

R1+R2

=0.4A 
（2）S閉合后，將對(duì)C充電，充電結(jié)束后電容器支路斷路，電容器兩端的電勢差等于R₂兩端的電壓．
U=

R2

R1+R2

E                            
因此，其充電量為：Q=CU=7.2×10^-5C．
S斷開后，電容器只通過R₂放電，所以放電量為7.2×10^-5C．
答：（1）閉合S穩(wěn)定后，求通過R₂的電流大小0.4A方向向下；
（2）閉合S一段時(shí)間后再斷開，則斷開后通過R₂的電荷量是7.2×10^-5C．

點(diǎn)評(píng)：解決本題的關(guān)鍵掌握法拉第電磁感應(yīng)定律，以及會(huì)運(yùn)用楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向．