高中 | 动生电动势 题目答案及解析

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选修3-2

第四章 电磁感应

4.5 电磁感应现象的两类情况

动生电动势

物理学中有很多关于圆盘的实验,第一个是法拉第圆盘,圆盘全部处于磁场区域,可绕中心轴转动,通过导线将圆盘圆心和边缘与外面电阻相连。第二个是阿拉果圆盘,将一铜圆盘水平放置,圆盘可绕中心轴自由转动,在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针,第三个是费曼圆盘,一块水平放置的绝缘体圆盘可绕过其中心的竖直轴自由转动,在圆盘的中部有一个线圈,圆盘的边缘固定着若干带负电的金属小球。以下说法正确的是$(\qquad)$

 

["

法拉第圆盘在转动过程中,圆盘中磁通量不变,有感应电动势,无感应电流

","

阿拉果圆盘实验中,转动圆盘,小磁针会同向转动,转动小磁针,圆盘也会同向转动

","

费曼圆盘中,当开关闭合的一瞬间,圆盘会逆时针(俯视)转动

","

法拉第圆盘和阿拉果圆盘都是电磁驱动的表现

"]
[["B"]]

$\rm A$、圆盘运动过程中,圆盘中磁通量不变,但沿半径方向的金属条在切割磁感线,在圆心和边缘之间产生了感应电动势,会产生感应电流,故$\rm A$错误;

$\rm B$、阿拉果圆盘实验中,转动圆盘或小磁针,都产生感应电流,根据楞次定律的推论,感应电流的磁场总要阻碍相对运动,因安培力的作用,另个物体也会跟着转动,属于电磁驱动,故$\rm B$正确;

$\rm C$、开关闭合瞬间,线圈产生向下的磁场且强度在增加,再根据电磁场理论可知,产生逆时针方向的电场,负电荷受到的电场力与电场方向相反,则有顺时针电场力,圆盘会顺时针(俯视)转动,故$\rm C$错误;

$\rm D$、如果磁场相对于导体运动,在导体中会产生感应电流,感应电流使导体受到安培力的作用,安培力使导体运动起来,这种作用就是电磁驱动,显然法拉第圆盘是机械能转化为电能的过程,并不是电磁驱动,故$\rm D$错误。

故选:$\rm B$

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