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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
$1831$年$10$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
"]$\rm A$.根据右手定则可知,圆盘上电流方向由$A$到$O$,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$E=BL\overline{v}=BL \times \dfrac{L}{2}\omega=\dfrac{1}{2}BL^{2}\omega$
故$\rm B$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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