图甲是法拉第圆盘发电机的实物图，图乙是其原理图。由图乙可知，法拉第圆盘发电机的铜盘安装在水平转轴上，铜盘中心与转轴重合，它的盘面全部处在一个磁感应强度为B的匀强磁场之中。两块铜刷C、D分别与转轴和铜盘边缘接触。用外力驱动铜盘转动时，闭合开关S，电阻R上就有持续的电流通过。
（1）当圆盘按图乙所示的方向转动时，通过电阻R的电流方向如何？
（2）已知圆盘的半径为a,圆盘匀速转动的角速度为ω。求这台发电机的电动势是多少？
（3）电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电能的装置。请简要说明：法拉第圆盘匀速转动时产生电动势的非静电力是什么力？是如何实现能量转化的？
【答案】（1）通过电阻R的电流从N到M；
（2）这台发电机的电动势是；
（3）法拉第圆盘匀速转动时产生电动势的非静电力是沿半径向里的洛伦兹力；我们可以把圆盘看作是由无数根长度等于半径的辐条组成的，在转动圆盘时，每根辐条都做切割磁感线运动。辐条和外电路构成闭合电路，电路中便有电流产生了。随着圆盘的不断旋转，电路中便有了持续不断的电流，把机械能转化为电能。
（2）这台发电机的电动势是
1
2
B
a
2
ω
（3）法拉第圆盘匀速转动时产生电动势的非静电力是沿半径向里的洛伦兹力；我们可以把圆盘看作是由无数根长度等于半径的辐条组成的，在转动圆盘时，每根辐条都做切割磁感线运动。辐条和外电路构成闭合电路，电路中便有电流产生了。随着圆盘的不断旋转，电路中便有了持续不断的电流，把机械能转化为电能。
【解答】
【点评】
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发布：2024/6/27 10:35:59组卷：155引用：1难度：0.7
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1．半径为R的金属圆环水平固定，电阻忽略不计。圆环内存在与环面垂直的匀强磁场，磁感应强度为B。导体棒长为L（L＞2R），其单位长度电阻值为r。图（a）中导体棒与圆环相切于O1点，t=0时刻起，从图示位置以速度v匀速向右运动，棒始终与速度方向垂直。图（b）中导体棒与圆环相切于O2点，t=0时刻起，以O2点为轴从图示位置起在水平面内顺时针匀速转过180°，角速度为ω；导体棒扫过整个环面时与环接触良好。
（1）分析说明图（a）中导体棒扫过整个环面过程中流过导体棒的电流变化情况；
（2）求图（b）中导体棒两端产生的感应电动势E与时间t的关系式；
（3）若图（a）、图（b）中导体棒扫过整个环面所用时间相同，试比较两种情况中导体棒运动到虚线（圆环上直径位置）处，流过两导体棒的感应电流大小。发布：2024/12/30 1:0:6组卷：99引用：2难度：0.7 -
2．如图甲所示，在水平面上有一竖直向下的足够宽的矩形匀强磁场区域，磁感应强度B0=0.2T，区域长度L=3m,在紧靠磁场的左边界处的水平面上放置一正方形线框，匝数n=10，边长a=1m,线框电阻R=1Ω，质量m=1kg。现在线框上作用一水平恒力F，使线框从静止开始向右进入磁场中，已知恒力F的大小为10N，线框与水平面间的动摩擦因数μ=0.2，整个线框完全进入磁场前已经匀速运动，g=10m/s2。当线框刚全部进入磁场开始计时，磁场即以如图乙所示规律变化。下列说法正确的是（ ）
发布：2024/12/29 23:30:1组卷：148引用：3难度：0.5 -
3．如图，空间某区域内存在沿水平方向的匀强磁场，一正方形闭合金属线框自磁场上方某处释放后穿过磁场，整个过程线框平面始终竖直，线框边长小于磁场区域上下宽度。以线框刚进入磁场时为计时起点，下列描述线框所受安培力F随时间t变化关系的图中，不正确的是（ ）发布：2024/12/29 20:30:1组卷：234引用：3难度：0.7
