(2007?南京模擬)如圖(a),面積S=0.2m2的線圈,匝數(shù)n=630匝,總電阻r=1.0Ω,線圈處在變化的磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t按圖(b)所示規(guī)律變化,方向垂直線圈平面.圖(a)中傳感器可看成一個(gè)純電阻R,并標(biāo)有“3V、0.9W”,滑動(dòng)變阻器R0上標(biāo)有“10Ω、1A”,試回答下列問(wèn)題:
(1)設(shè)磁場(chǎng)垂直紙面向外為正方向,試判斷通過(guò)電流表的電流方向.
(2)為了保證電路的安全,求電路中允許通過(guò)的最大電流.
(3)若滑動(dòng)變阻器觸頭置于最左端,為了保證電路的安全,圖(b)中的t0最小值是多少?
分析:(1)根據(jù)楞次定律,可確定感應(yīng)電流的方向;
(2)根據(jù)歐姆定律,與公式R=
U2
P
相結(jié)合,即可求解;
(3)根據(jù)閉合電路的歐姆定律與法拉第電磁感應(yīng)定律,即可求解.
解答:解:(1)根據(jù)楞次定律,可確定感應(yīng)電流的方向,即為向右
(2)傳感器正常工作時(shí)的電阻  R=
U2
P
=10Ω

工作電流 I=
U
R
=0.3A

由于滑動(dòng)變阻器工作電流是1A,所以電路允許通過(guò)的最大電流為I=0.3A  
(3)滑動(dòng)變阻器觸頭位于最左端時(shí)外電路的電阻為R=20Ω,故電源電動(dòng)勢(shì)的最大值
E=I(R+r)=6.3V   
由法拉第電磁感應(yīng)定律E=
n△φ
△t
=
nS△B
△t
=
630×0.2×2.0
t0

解得t0=40s
答:(1)設(shè)磁場(chǎng)垂直紙面向外為正方向,是通過(guò)電流表的電流方向向右.
(2)為了保證電路的安全,則電路中允許通過(guò)的最大電流為0.3A.
(3)若滑動(dòng)變阻器觸頭置于最左端,為了保證電路的安全,圖(b)中的t0最小值是40s.
點(diǎn)評(píng):考查楞次定律、閉合電路的歐姆定律、法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用與理解,同時(shí)學(xué)會(huì)運(yùn)用圖象來(lái)解題.
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時(shí)刻(s) 0 4.0 10.0
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