图甲所示,水平放置的线圈匝数n=200匝,直径d1=40cm,电阻r=2Ω,线圈与阻值R=6Ω的电阻相连.在线圈的中心有一个直径d2=20cm的有界匀强磁场,磁感应强度按图乙所示规律变化,规定垂直纸面
图甲所示,水平放置的线圈匝数n=200匝,直径d1=40cm,电阻r=2Ω,线圈与阻值R=6Ω的电阻相连.在线圈的中心有一个直径d2=20cm的有界匀强磁场,磁感应强度按图乙所示规律变化,规定垂直纸面向里的磁感应强度方向为正方向.试求:

(1)电压表的示数;
(2)若撤去原磁场,在图中虚线的右侧空间加磁感应强度B=0.5T的匀强磁场,方向垂直纸面向里,试证明将线圈向左拉出磁场的过程中,通过电阻R上的电荷量为定值,并求出其值.
答案和解析
(1)根据法拉第电磁感应定律得:
E=n=n•π()2=200××π×0.12V=2πV.
则感应电流为:I===A.
则电压表的示数为:U=IR=V.
(2)根据法拉第电磁感应定律得,平均感应电动势为:=n.
则平均感应电流为:=.
通过电阻R的电量为:q=△t=n.
将线圈拉出磁场,磁通量的变化量为定量,则通过电阻R的电荷量为定值.
代入数据得:q=200×C=C.
答:(1)电压表的示数为V.
(2)通过电阻R上的电荷量为定值,大小为C.
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