高频焊接是一种常用的焊接方法,如图12(a)所示是 焊接的原理示意图.将半径r=0.10 m的待焊接的环形金属工件放在线圈中,然后在线圈中通以高频变化电流,线圈产生垂直于工件所在平面匀强磁场,磁场方向垂直线圈所在平面向里,磁感应强度B 随时间t的变化规律如图(b)所示.工件非焊接部分单位长度上的电阻R0=1.0×10-3Ω·m-1,焊缝处的接触电阻为工件非焊接部分电阻的9倍.焊接的缝宽非常小,不计温度变化对电阻的影响.求:
(1)0~2.0×10-2 s和2.0×10-2 s~3.0×10-2 s时间内环形金属工件中感应电动势各是多大?
(2)0~2.0×10-2 s和2.0×10-2 s~3.0×10-2 s时间内环形金属工件中感应电流的大小,并在图(c)中定量画出感应电流随时间变化的i—t图象(以逆时针方向电流为正).
(3)在t=0.30 s内电流通过焊接处所产生的焦耳热.