| 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

$1831$$10$月,法拉第将一个由紫铜制成的圆盘置于蹄形磁极之间,发明了世界上第一台发电机$——$法拉第圆盘发电机,如图所示。固定的$U$型磁体内部视为匀强磁场(忽略边缘效应),大小为$B$,圆盘的半径为$L$,圆心处固定一个摇柄,圆盘的边缘$A$和圆心$O$处各与一个黄铜电刷紧贴。转动摇柄在外力$F$的作用下使铜盘以恒定角速度$\omega$旋转,与电刷连接的电流计显示持续的电流,不计一切摩擦的影响。下列说法正确的是$(\qquad)$

["

圆盘边缘$A$处的电势高于圆心$O$的电势

","

圆盘产生的感应电动势为$E=\\dfrac{1}{2}BL^{2}\\omega$

","

克服安培力做功大于回路中产生的电能

","

外力$F$做的功等于回路中产生的电能

"]
[["BD"]]

$\rm A$.根据右手定则可知,圆盘上电流方向由$A$$O$,所以圆盘边缘$A$处的电势低于圆心$O$的电势,故$\rm A$错误;

$\rm B$.圆盘产生的感应电动势为$E=BL\overline{v}=BL \times \dfrac{L}{2}\omega=\dfrac{1}{2}BL^{2}\omega$

$\rm B$正确;

$\rm C$.根据功能关系可得,克服安培力做功等于回路中产生的电能,故$\rm C$错误;

$\rm D$.根据能量守恒定律可知,外力$F$做的功等于回路中产生的电能,故$\rm D$正确。

故选:$\rm BD$

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空间存在垂直于纸面向里的匀强磁场,图中磁感应强度大小为,单匝正方形线框边长为,电阻为,绕轴按图示方向用时匀速转过;图中磁感应强度大小为,导轨间距为,有效电阻也为的导体棒在外力作用下沿导轨向右匀速运动时,用时为,通过两回路的电荷量相等,其余部分电阻不计,各部分接触良好,则以下说法正确的是 如图所示,第Ⅲ、Ⅳ象限存在磁感应强度大小为的匀强磁场,磁感应强度方向与平面垂直,一个电阻为、半径为的圆弧形闭合线圈围绕圆心以角速度顺时针匀速转动,从线圈边进入磁场开始计时,线圈转动圈的过程中,线圈中产生的焦耳热为 一架直升机在某地上空飞行,该地地磁场的竖直分量方向向下,金属螺旋桨在旋转时会切割磁感线。设螺旋桨的长度为,旋转角速度为,如图所示,下列选项中正确的是 如图所示,平行导轨、间距为,、间接一个电阻,匀强磁场的磁感应强度大小为,方向垂直于平行金属导轨所在的平面向里。一根足够长的金属杆第一次垂直于导轨放置,第二次与导轨成角放置。金属杆和导轨的电阻不计,当金属杆两次均以速度沿垂直于杆的方向滑行时,第一次和第二次金属杆中感应电流之比是 如图所示,在水平线的上方有一磁感应强度大小为的匀强磁场(上方无边界),方向垂直纸面向里,有一半径为的半圆形金属线框,置于水平线上,金属线框由一段半圆和一条直径连接组成(均为同种材料),直径与重合,设金属线框单位长度的电阻为,现在让线框在竖直平面内绕圆心沿逆时针方向匀速转动半周,角速度为,下列说法正确的是 电磁感应。
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