Question

一個共有10匝的閉合矩形線圈，總電阻為10Ω、面積為0.04m²，置于水平面上。若線框內(nèi)的磁感強度在0.02s內(nèi)，由垂直紙面向里，從1.6T均勻減少到零，再反向均勻增加到2.4T。則在此時間內(nèi)，線圈內(nèi)導(dǎo)線中的感應(yīng)電流大小為______A，從上向下俯視，線圈中電流的方向為______時針方向。

Answer 1

8A  順時針

【錯解分析】錯解：由于磁感強度均勻變化，使得閉合線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，感應(yīng)電動勢

根據(jù)閉合電路歐姆定律　
根據(jù)楞次定律，開始時原磁場方向垂直紙面向里，而且是均勻減少的。那么感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場的方向應(yīng)該與原磁場方向相同，仍然向里。再根據(jù)安培定則判斷感應(yīng)電流的方向為順時針方向。同理，既然原磁場均勻減少產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向為順時針方向。那么，原磁場均勻增加時，產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向必然是逆時針方向。
由于磁場的變化，而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律
來分析問題是正確的思路。但是是矢量差。在0.02s內(nèi)磁場的方向發(fā)生了一次反向。設(shè)垂直紙面向里為正方向，ΔB=B₂-（-B₁）=B₂+B_l
【正解】根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律

根據(jù)閉合電路歐姆定律
根據(jù)楞次定律，磁感強度B從B₁開始均勻減少到零的過程中，感應(yīng)電流的磁場阻礙原磁通的減少，與原磁通的方向同向，感應(yīng)電流的方向是順時針的。接著磁感強度B從零開始反方向均均勻增加到B₂，這個過程中，穿過閉合線圈的磁通量反方向增加，感應(yīng)電流的磁場要阻礙原磁場的增加，其方向是垂直紙面向里，再根據(jù)安培定則判斷感應(yīng)電流的方向仍然是順時針的。
【點評】應(yīng)用楞次定律時，特別要注意感應(yīng)電流的磁場阻礙的是引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。不能把“阻礙變化”簡單地理解為原磁場均勻減少，電流就是順時針，原磁場均勻增加，感應(yīng)電流就是逆時針。應(yīng)用楞次定律解題要先判斷原磁通的方向及其變化趨勢，再用“阻礙變化”的原則來判斷感應(yīng)電流的磁場的方向，最后用右手定則來判斷感應(yīng)電流的方向。