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如图甲所示的螺线管,横截面积为S、匝数为N、电阻为r,螺线管与一根电阻为2,的金属丝连接,向右穿过螺线管的匀强磁场随时间变化的规律如图乙所示。求0至t0时间内:
(1)通过金属丝的感应电流大小和方向;
(2)金属丝中感应电流产生的焦耳热量;
(3)金属丝辐射出的光子数。(设金属丝产生的热量全部以频率为v的红外线辐射出来、普朗克常数为h)
解:(1)设0至t0时间内回路中的感应电动势为E,感应电流为I,由法拉第电磁感应定律:
根据楞次定律判断,

根据欧姆定律有:
联立①②③得
金属丝上的电流方向为由a经金属丝到b⑤
(2)由焦耳定律及④,金属丝上产生的热量为:
(3)设发射m的光子数为n,根据爱因斯坦的光子说,这些光子的能量为:E=mhv⑦
依题意:Q=E⑧
联立⑥⑦⑧可得:
练习册系列答案
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如图甲所示的螺线管的匝数n=1500,横截面积S=20cm2,电阻r=1.5Ω,与螺线管串联的外电阻R1=10Ω,R2=3.5Ω.若穿过螺线管的磁场的磁感应强度按图乙所示的规律变化,计算R1上消耗的电功率.

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取两个完全相同的长导线,用其中一根绕成如图甲所示的螺线管,当该螺线管中通以电流为I的电流时,测得螺线管内中部的磁感应强度大小为B;若将另一根长导线对折后绕成如图乙所示的螺线管,并通以电流也为I的电流时,在螺线管内中部的磁感应强度大小为                                                      (  )

图5

A.0             B.0.5B            C.B               D.2B

 

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取两个完全相同的长导线,用其中一根绕成如图甲所示的螺线管,当该螺线管中通以电流强度为I的电流时,测得螺线管内中部的磁感应强度大小为B,若将另一根长导线对折后绕成如图乙所示的螺线管,并通以电流强度也为I的电流时,则在螺线管内中部的磁感应强度大小为(    )

A.0                     B.0.5B

C.B                     D.2B

 

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取两个完全相同的长导线,用其中一根绕成如图甲所示的螺线管,当该螺线管中通以电流为I的电流时,测得螺线管内中部的磁感应强度大小为B;若将另一根长导线对折后绕成如图乙所示的螺线管,并通以电流也为I的电流时,在螺线管内中部的磁感应强度大小为                                                       (  )

图5

A.0             B.0.5B             C.B               D.2B

 

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