单选题
48.线圈中的感应电动势大小与线圈中() 。( )
A
磁通的大小成正比
B
磁通的大小成反比
C
磁通的变化率成正比
D
磁通的变化率成反比
答案解析
正确答案:C
解析:
好的,我们来分析一下这道题目。
题目是关于线圈中的感应电动势(即感应电压)与磁通量之间的关系。根据法拉第电磁感应定律,线圈中的感应电动势与磁通量的变化率成正比。具体来说,法拉第电磁感应定律可以表示为:
\[ \mathcal{E} = -\frac{d\Phi}{dt} \]
其中:
- \(\mathcal{E}\) 是感应电动势(单位:伏特,V)
- \(\Phi\) 是磁通量(单位:韦伯,Wb)
- \(t\) 是时间(单位:秒,s)
现在我们来逐一分析每个选项:
A. **磁通的大小成正比**
这个选项不正确。感应电动势与磁通量的大小没有直接的正比关系。即使磁通量很大,但如果它不随时间变化,感应电动势也会为零。
B. **磁通的大小成反比**
这个选项也不正确。感应电动势与磁通量的大小没有直接的反比关系。同样地,即使磁通量很小,但如果它不随时间变化,感应电动势也会为零。
C. **磁通的变化率成正比**
这个选项是正确的。根据法拉第电磁感应定律,感应电动势与磁通量的变化率成正比。这意味着如果磁通量随时间变化得越快,产生的感应电动势就越大。
D. **磁通的变化率成反比**
这个选项不正确。感应电动势与磁通量的变化率成正比,而不是反比。如果磁通量变化得越慢,产生的感应电动势就越小。
### 示例
假设有一个线圈,初始时磁通量为0韦伯。在1秒内,磁通量增加到1韦伯。那么磁通量的变化率为:
\[ \frac{d\Phi}{dt} = \frac{1 \text{ Wb} - 0 \text{ Wb}}{1 \text{ s}} = 1 \text{ Wb/s} \]
根据法拉第电磁感应定律,感应电动势为:
\[ \mathcal{E} = -1 \text{ V} \]
如果在2秒内,磁通量从0韦伯增加到1韦伯,那么磁通量的变化率为:
\[ \frac{d\Phi}{dt} = \frac{1 \text{ Wb} - 0 \text{ Wb}}{2 \text{ s}} = 0.5 \text{ Wb/s} \]
此时,感应电动势为:
\[ \mathcal{E} = -0.5 \text{ V} \]
从这个例子可以看出,磁通量变化得越快,产生的感应电动势就越大。
因此,正确答案是 **C. 磁通的变化率成正比**。
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