Question

如圖甲所示的螺線管，匝數n=1500匝，橫截面積S=20cm²，電阻r=1.5Ω，與螺線管串聯的外電阻R₁=3.5Ω，R₂=25Ω，方向向右穿過螺線管的勻強磁場，磁感應強度按圖乙所示規律變化。試計算電阻R₂的電功率和a、b兩點的電勢。（設c點電勢為零）

Answer 1

解：由B-t圖可知穿過螺線管的磁通量均勻增加，螺線管巾感應電流產生的磁場方向向左，感應電流從b流向a，a端的電勢高于b端的電勢。把螺線管視為電源，由閉合電路歐姆定律可求出通過螺線管回路的電流，從而求出R₂消耗的電功率及a、b兩點的電勢
由圖乙，螺線管巾的磁感應強度B均勻增加，其變化率=
由法拉第電磁感應定律，螺線管產生的感應電動勢
通過螺線管回路的電流
電阻R₂上消耗的功率P₂=I²R₂=(0.2)²×25 W=1.0 W
U_c=0，則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，因為U_c=0，所以U_b=-5 V