Question

17．法拉第圆盘发电机的示意图如图所示．铜圆盘安装在竖直的铜轴上，两铜片P、Q分别于圆盘的边缘和铜轴接触，圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中，圆盘旋转时，关于流过电阻R的电流，下列说法正确的是（　　）

• A． 若圆盘转动的角速度恒定，则电流大小恒定
• B． 若从上往下看，圆盘顺时针转动，则电流沿a到b的方向流动
• C． 若圆盘转动方向不变，角速度大小发生变化，则电流方向可能发生变化
• D． 若圆盘转动的角速度变为原来的2倍，则电流在R上的热功率也变为原来的2倍

Answer 1

分析 圆盘转动可等效看成无数轴向导体切割磁感线，有效切割长度为铜盘的半径L，根据感应电动势公式分析电动势情况，由欧姆定律分析电流情况．根据右手定则分析感应电流方向，根据$P={I}_{\;}^{2}R$分析电流在R上的热功率变化情况

解答 解：AB、铜盘转动产生的感应电动势为：$E=\frac{1}{2}B{L}_{\;}^{2}ω$，B、L、ω不变，E不变，电流：$I=\frac{E}{R}=\frac{B{L}_{\;}^{2}ω}{2R}$，电流大小恒定不变，由右手定则可知，回路中电流方向不变，若从上往下看，圆盘顺时针转动，由右手定则知，电流沿a到b的方向流动，故AB正确；
C、若圆盘转动方向不变，角速度大小发生变化，则电流方向不变，大小变化，故C错误；
D、若圆盘转动的角速度变为原来的2倍，回路电流变为原来2倍，根据$P={I}_{\;}^{2}R$电流在R上的热功率也变为原来的4倍，故D错误；
故选：AB

点评 本题是转动切割磁感线类型，运用等效法处理．根据右手定则判断感应电流的方向，需要熟练掌握．