Question

3．如圖所示，一圓柱形鐵芯上沿軸線方向繞有矩形線圈，鐵芯與磁極的縫隙間形成了輻向均勻磁場(chǎng)．磁場(chǎng)的中心與鐵芯的軸線重合．當(dāng)鐵芯繞軸線以角速度ω順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中，線圈中的電流變化圖象是下圖中的哪一個(gè)？（從圖位置開始計(jì)時(shí)，NS極間縫隙的寬度不計(jì)．以b邊的電流進(jìn)入紙面，a邊的電流出紙面為正方向）（　　）

• A．
• B．
• C．
• D．

Answer 1

分析 將一個(gè)周期分成兩個(gè)半個(gè)周期研究，根據(jù)右手定則判斷感應(yīng)電流的方向，確定電流的正負(fù)．根據(jù)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)公式推導(dǎo)電動(dòng)勢(shì)表達(dá)式，確定電流大小，然后選擇圖象．

解答 解：在一個(gè)周期內(nèi)，前半個(gè)周期內(nèi)：根據(jù)右手定則可知電流從b邊進(jìn)入紙面，a邊的電流出紙面，為正值．
設(shè)ab邊長(zhǎng)為L(zhǎng)₁，ad邊長(zhǎng)為L(zhǎng)₂，矩形abcd的面積為S，電阻為R，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為：
E=2Bω$\frac{{L}_{1}}{2}$L₂=BSω
感應(yīng)電流大小為：
I=$\frac{E}{R}$=$\frac{BSω}{R}$，保持不變．
后半個(gè)周期內(nèi)：根據(jù)右手定則可知電流從a邊進(jìn)入紙面，b邊的電流出紙面，為負(fù)值．感應(yīng)電流大小為：I=$\frac{E}{R}$=$\frac{BSω}{R}$，保持不變．故C正確．
故選：C．

點(diǎn)評(píng) 本題考查推導(dǎo)物理圖象的能力．物理圖象往往從物理規(guī)律推導(dǎo)出解析式然后選擇圖象．對(duì)于電流圖象要從大小和方向兩個(gè)方向分析．