Question

15．如圖是法拉第做成的世界上第一臺發(fā)電機模型的原理圖．將銅盤放在磁場中，讓磁感線垂直穿過銅盤；圖中a、b導(dǎo)線與銅盤的中軸線處在同一豎直平面內(nèi)；轉(zhuǎn)動銅盤，就可以使閉合電路獲得電流．若圖中銅盤半徑為L，勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B，回路總電阻為R，從上往下看逆時針勻速轉(zhuǎn)動銅盤的角速度為ω．則下列說法正確的是（　�。�

• A． 回路中電流大小恒定，且等于$\frac{B{L}^{2}ω}{2R}$
• B． 回路中有大小和方向作周期性變化的電流
• C． 回路中電流方向不變，且從b導(dǎo)線流進燈泡，再從a導(dǎo)線流向旋轉(zhuǎn)的銅盤
• D． 若將勻強磁場改為仍然垂直穿過銅盤的正弦變化的磁場，不轉(zhuǎn)動銅盤，燈泡中也會有電流流過

Answer 1

分析 把銅盤看做若干條由中心指向邊緣的銅棒組合而成，當(dāng)銅盤轉(zhuǎn)動時，每根金屬棒都在切割磁感線，產(chǎn)生大小和方向不變的電流．根據(jù)轉(zhuǎn)動切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢公式E=$\frac{1}{2}$BωL²和歐姆定律可求出感應(yīng)電流的大�。�由右手定則判斷出感應(yīng)電流的方向．

解答 解：A、B、C，把銅盤看做若干條由中心指向邊緣的銅棒組合而成，當(dāng)銅盤逆時針勻速轉(zhuǎn)動時，每根金屬棒都在切割磁感線，相當(dāng)于電源，由右手定則知，盤邊緣相當(dāng)于電源負極，盤中心為正極，從b導(dǎo)線流進燈泡，再從a 導(dǎo)線流向旋轉(zhuǎn)的銅盤，電流方向不變．
感應(yīng)電動勢大小為 E=BL$\overline{v}$=BL$\frac{0+Lω}{2}$=$\frac{1}{2}B{L}^{2}$ω，所以電流I=$\frac{E}{R}$=$\frac{B{L}^{2}ω}{2R}$，式中各量不變，則感應(yīng)電流的大小保持不變．
故B錯誤，AC正確．
D、當(dāng)銅盤不動，磁場按正弦規(guī)律變化時，銅盤中形成渦流，但沒有電流通過燈泡，故D錯誤．
故選：AC

點評 本題考查運用物理知識分析實際問題的能力．此題是電磁感應(yīng)問題，關(guān)鍵掌握楞次定律或右手定則、法拉第電磁感應(yīng)定律．