(20分)如图所示,在正方形导线回路所围的区域
内分布有方向垂直于回路平面向里的匀强磁场,磁感应强度
随时间以恒定的变化率增大,回路中的感应电流为
.已知
、
两边的电阻皆为零;
边的电阻
,
边的电阻
。

1.试求
两点间的电压
、
两点间的电压
、
两点间的电压
、
两点间的电压
。
2.若一内阻可视为无限大的电压表V位于正方形导线回路所在的平面内,其正负端与连线位置分别如图所示,求三种情况下电压表的读数
、
、
。
(20分)如图所示,在正方形导线回路所围的区域
内分布有方向垂直于回路平面向里的匀强磁场,磁感应强度
随时间以恒定的变化率增大,回路中的感应电流为
.已知
、
两边的电阻皆为零;
边的电阻
,
边的电阻
。

1.试求
两点间的电压
、
两点间的电压
、
两点间的电压
、
两点间的电压
。
2.若一内阻可视为无限大的电压表V位于正方形导线回路所在的平面内,其正负端与连线位置分别如图所示,求三种情况下电压表的读数
、
、
。
解析:
1. 设回路中的总感应电动势为
,根据楞次定律可知,电路中的电流沿逆时针方向,按欧姆定律有
(1)
由对称性可知,正方形回路每条边上的感应电动势相等,设为
,等效电路如图所示。有

(2)
根据含源电路欧姆定律,并代入数值得
(3)
(4)
(5)
(6)
2. 三种情况下的等效电路分别如图。对图中的
回路,因磁通量变化率为零,回路中的总电动势为零,这表明连接
两端的电压表支路亦为含源电路,电压表的读数等于由正端(+)到负端(一)流过电压表的电流
乘以电压表的内阻
,因
阻值为无限大,
趋近于零(但
为有限值),故得
![]()
解得
(7)
同理,如图所示,回路
的总电动势为
,故有

(8)
解得
(9)
代入数据得
(10)
如图所示,回路
的总电动势为零,而
边中的电阻又为零,故有

(11)