Question

15．如图是法拉第做成的世界上第一台发电机模型的原理图．将铜盘放在磁场中，让磁感线垂直穿过铜盘；图中a、b导线与铜盘的中轴线处在同一竖直平面内；转动铜盘，就可以使闭合电路获得电流．若图中铜盘半径为L，匀强磁场的磁感应强度为B，回路总电阻为R，从上往下看逆时针匀速转动铜盘的角速度为ω．则下列说法正确的是（　　）

• A． 回路中电流大小恒定，且等于$\frac{B{L}^{2}ω}{2R}$
• B． 回路中有大小和方向作周期性变化的电流
• C． 回路中电流方向不变，且从b导线流进灯泡，再从a导线流向旋转的铜盘
• D． 若将匀强磁场改为仍然垂直穿过铜盘的正弦变化的磁场，不转动铜盘，灯泡中也会有电流流过

Answer 1

分析 把铜盘看做若干条由中心指向边缘的铜棒组合而成，当铜盘转动时，每根金属棒都在切割磁感线，产生大小和方向不变的电流．根据转动切割磁感线产生的感应电动势公式E=$\frac{1}{2}$BωL²和欧姆定律可求出感应电流的大小．由右手定则判断出感应电流的方向．

解答 解：A、B、C，把铜盘看做若干条由中心指向边缘的铜棒组合而成，当铜盘逆时针匀速转动时，每根金属棒都在切割磁感线，相当于电源，由右手定则知，盘边缘相当于电源负极，盘中心为正极，从b导线流进灯泡，再从a 导线流向旋转的铜盘，电流方向不变．
感应电动势大小为 E=BL$\overline{v}$=BL$\frac{0+Lω}{2}$=$\frac{1}{2}B{L}^{2}$ω，所以电流I=$\frac{E}{R}$=$\frac{B{L}^{2}ω}{2R}$，式中各量不变，则感应电流的大小保持不变．
故B错误，AC正确．
D、当铜盘不动，磁场按正弦规律变化时，铜盘中形成涡流，但没有电流通过灯泡，故D错误．
故选：AC

点评 本题考查运用物理知识分析实际问题的能力．此题是电磁感应问题，关键掌握楞次定律或右手定则、法拉第电磁感应定律．