题目
6.现有100匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动,转轴垂直于磁场,若穿过线圈的磁通量随时间变化的规-|||-律如图所示,下列说法正确的是 ()-|||-↑(b/×10^(-3)Wb-|||-2-|||-0 5 10 t/×10^(-3)s-|||-⊥-|||-A. t=0 时刻线圈中感应电动势为0-|||-B. =5times (10)^-3(S)_(1) 时刻线圈中感应电动势最大-|||-C. =1times (10)^-3s 时刻线圈中的感应电动势比 =2times (10)^-3s 时刻的大-|||-D. approx 5times (10)^-3S 时间内线圈中平均感应电动势为0.4V

题目解答
答案

解析
本题考查法拉第电磁感应定律的应用,关键在于理解感应电动势与磁通量变化率的关系。
- 核心思路:感应电动势的大小由磁通量变化的快慢决定,即 $E = n\dfrac{\Delta \phi}{\Delta t}$。
- 破题关键:
- 磁通量变化率最大时,电动势最大;磁通量最大或最小时,变化率为零,电动势为零。
- 平均电动势计算需用总磁通量变化量除以时间,再乘匝数。
- 图像分析:磁通量随时间变化的图像中,斜率表示变化率,斜率绝对值越大,电动势越大。
选项分析
选项A
- t=0时刻:磁通量 $\phi=0$,但此时磁通量随时间变化最快(斜率最大),即 $\dfrac{\Delta \phi}{\Delta t}$ 最大,因此感应电动势最大。
- 结论:错误。
选项B
- t=5×10⁻³s时刻:磁通量 $\phi$ 达到最大值,此时磁通量不再变化(斜率为0),感应电动势为0。
- 结论:错误。
选项C
- t=1×10⁻³s与t=2×10⁻³s比较:
- 在图像中,t=1×10⁻³s时磁通量处于上升阶段,且斜率较大;
- t=2×10⁻³s时磁通量仍在上升,但斜率减小。
- 因此,t=1×10⁻³s时刻的磁通量变化率更大,感应电动势更大。
- 结论:正确。
选项D
- 平均电动势计算:
$\overline{E} = n \dfrac{\Delta \phi}{\Delta t} = 100 \times \dfrac{2 \times 10^{-3}}{5 \times 10^{-3}} = 40 \, \text{V}$
选项中给出的0.4V明显错误。 - 结论:错误。