Question

如图甲所示的螺线管，匝数n=1500匝，横截面积S=20cm²，电阻r=1.5Ω，与螺线管串联的外电阻R₁=3.5Ω，R₂=25Ω，方向向右穿过螺线管的匀强磁场，磁感应强度按图乙所示规律变化。试计算电阻R₂的电功率和a、b两点的电势。（设c点电势为零）

Answer 1

解：由B-t图可知穿过螺线管的磁通量均匀增加，螺线管巾感应电流产生的磁场方向向左，感应电流从b流向a，a端的电势高于b端的电势。把螺线管视为电源，由闭合电路欧姆定律可求出通过螺线管回路的电流，从而求出R₂消耗的电功率及a、b两点的电势
由图乙，螺线管巾的磁感应强度B均匀增加，其变化率=
由法拉第电磁感应定律，螺线管产生的感应电动势
通过螺线管回路的电流
电阻R₂上消耗的功率P₂=I²R₂=(0.2)²×25 W=1.0 W
U_c=0，则U_a－U_c=IR₁=0.2×3.5 V=0.7 V，即U_a=0.7 V
U_c－U_b=IR₂=0.2×25V=5 V，因为U_c=0，所以U_b=-5 V