题目
0-|||-·B-|||-1-|||-i-|||-0 () R如图所示,半径为R的圆铜盘水平放置在均匀磁场中,B的方向垂直盘面向上。当圆铜盘以恒定角速度ω如图旋转时( )A. 铜盘上有涡电流产生,从上往下看,沿着铜盘顺时针流动B. 铜盘上有涡电流产生,从上往下看,沿着铜盘逆时针流动C. 铜盘上有感应电动势产生,铜盘边缘处电势最高D. 铜盘上有感应电动势产生,铜盘中心处电势最高

- A. 铜盘上有涡电流产生,从上往下看,沿着铜盘顺时针流动
- B. 铜盘上有涡电流产生,从上往下看,沿着铜盘逆时针流动
- C. 铜盘上有感应电动势产生,铜盘边缘处电势最高
- D. 铜盘上有感应电动势产生,铜盘中心处电势最高
题目解答
答案
解:当铜盘绕通过中心垂直于盘面的轴沿图示方向转动时,可将铜盘看成无数根由圆心到边缘的导体棒并联而成,由楞次定律可知边缘的电势较高,圆心电势较低,因边缘等电势,因此铜盘没有电流,故也不会产生涡流。
故ABD错误,C正确;
故选:C。
故ABD错误,C正确;
故选:C。
解析
步骤 1:分析铜盘旋转时的电动势
当铜盘以恒定角速度ω旋转时,铜盘上的每一点都以不同的线速度切割磁感线,因此会产生感应电动势。根据法拉第电磁感应定律,感应电动势的大小与切割磁感线的速度和磁感应强度成正比。由于铜盘边缘的线速度最大,因此边缘处的感应电动势也最大。
步骤 2:确定电势分布
由于铜盘是导体,内部的自由电子会受到感应电动势的作用而移动,从而形成电场。在铜盘旋转时,由于边缘处的感应电动势最大,因此边缘处的电势最高,而中心处的电势最低。这是因为铜盘中心处的线速度为零,因此没有感应电动势产生。
步骤 3:判断是否有涡电流
由于铜盘是导体,当铜盘旋转时,虽然会产生感应电动势,但由于铜盘是整体导体,没有形成闭合回路,因此不会产生涡电流。涡电流的产生需要闭合回路,而铜盘旋转时,虽然有感应电动势,但没有闭合回路,因此不会产生涡电流。
当铜盘以恒定角速度ω旋转时,铜盘上的每一点都以不同的线速度切割磁感线,因此会产生感应电动势。根据法拉第电磁感应定律,感应电动势的大小与切割磁感线的速度和磁感应强度成正比。由于铜盘边缘的线速度最大,因此边缘处的感应电动势也最大。
步骤 2:确定电势分布
由于铜盘是导体,内部的自由电子会受到感应电动势的作用而移动,从而形成电场。在铜盘旋转时,由于边缘处的感应电动势最大,因此边缘处的电势最高,而中心处的电势最低。这是因为铜盘中心处的线速度为零,因此没有感应电动势产生。
步骤 3:判断是否有涡电流
由于铜盘是导体,当铜盘旋转时,虽然会产生感应电动势,但由于铜盘是整体导体,没有形成闭合回路,因此不会产生涡电流。涡电流的产生需要闭合回路,而铜盘旋转时,虽然有感应电动势,但没有闭合回路,因此不会产生涡电流。