1.(2021浙江卷)一种探测气体放电过程的装置如图甲所示,充满氖气(Ne)的电离室中有两电极与长直导线连接,并通过两水平长导线与高压电源相连。在与长直导线垂直的平面内,以导线为对称轴安装一个用阻值R0=10 Ω的细导线绕制、匝数N=5×103的圆环形螺线管,细导线的始末两端c、d与阻值R=90 Ω的电阻连接。螺线管的横截面是半径a=1.0×10-2 m的圆,其中心与长直导线的距离r=0.1 m。气体被电离后在长直导线回路中产生顺时针方向的电流I,其I-t图象如图乙所示。为便于计算,螺线管内各处的磁感应强度大小均可视为B=,其中k=2×10-7 T•m/A。
(1)求0~6.0×10-3 s内通过长直导线横截面的电荷量Q。
(2)求3.0×10-3 s时,通过螺线管某一匝线圈的磁通量Φ。
(3)若规定c→R→d为电流的正方向,在不考虑线圈自感的情况下,通过计算,画出通过电阻R的iR-t图象。
(4)若规定c→R→d为电流的正方向,考虑线圈自感,定性画出通过电阻R的iR-t图象。
