Question

3．法拉第圓盤發(fā)動機的示意圖如圖所示．銅圓盤安裝在豎直的銅軸上，兩銅片P、Q分別與圓盤的邊緣和銅軸接觸．圓盤處于方向豎直向上的勻強磁場B中．圓盤旋轉時，關于流過電阻R的電流，下列說法正確的是（　�。�

• A． 若圓盤轉動的角速度恒定，則電流大小恒定
• B． 若圓盤轉動的角速度變?yōu)樵瓉淼膬杀叮瑒t電流在R上的熱功率也變?yōu)樵瓉淼?倍
• C． 若圓盤轉動方向不變，角速度大小發(fā)生變化，則電流方向可能發(fā)生變化
• D． 若從上向下看，圓盤順時針轉動，則電流沿a到b的方向流動

Answer 1

分析 圓盤轉動可等效看成無數(shù)軸向導體切割磁感線，有效切割長度為銅盤的半徑L，根據(jù)感應電動勢公式分析電動勢情況，由歐姆定律分析電流情況．根據(jù)右手定則分析感應電流方向，根據(jù)P=I²R分析電流在R上的熱功率變化情況

解答 解：A、銅盤轉動產生的感應電動勢為：E=$\frac{1}{2}$BL²ω，B、L、ω不變，E不變，電流：I=$\frac{E}{R}$=$\frac{B{L}^{2}ω}{2R}$，電流大小恒定不變，故A正確；
B、若圓盤轉動的角速度變?yōu)樵瓉淼?倍，回路電流變?yōu)樵瓉?倍，根據(jù)P=I²R可知，電流在R上的熱功率P=$\frac{{B}^{2}{L}^{4}{ω}^{2}}{4{R}^{2}}$，故熱功率變?yōu)樵瓉淼?倍，故B錯誤；
C、若圓盤轉動方向不變，角速度大小發(fā)生變化，則電流方向不變，大小變化，故C錯誤；
D、由右手定則可知，回路中電流方向不變，若從上往下看，圓盤順時針轉動，由右手定則知，電流沿a到b的方向流動，故D正確；
故選：AD

點評 本題是轉動切割磁感線類型，運用等效法處理．根據(jù)右手定則判斷感應電流的方向，注意圓盤轉動切割可視為沿徑向方向的導體棒在切割，注意其電動勢表達式的應用．