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．磁場的中心與鐵芯的軸線重合．當鐵芯繞軸線以角速度ω順時針勻速轉(zhuǎn)動的過程中，線圈中的電流變化圖象是下圖中的哪一個？（從圖位置開始計時，NS極間縫隙的寬度不計．以b邊的電流進入紙面，a邊的電流出紙面為正方向）（　�。�

• A．
• B．
• C．
• D．

Answer 1

分析 將一個周期分成兩個半個周期研究，根據(jù)右手定則判斷感應電流的方向，確定電流的正負．根據(jù)感應電動勢公式推導電動勢表達式，確定電流大小，然后選擇圖象．

解答 解：在一個周期內(nèi)，前半個周期內(nèi)：根據(jù)右手定則可知電流從b邊進入紙面，a邊的電流出紙面，為正值．
設(shè)ab邊長為L₁，ad邊長為L₂，矩形abcd的面積為S，電阻為R，磁感應強度大小為B，則感應電動勢大小為：
E=2Bω$\frac{{L}_{1}}{2}$L₂=BSω
感應電流大小為：
I=$\frac{E}{R}$=$\frac{BSω}{R}$，保持不變．
后半個周期內(nèi)：根據(jù)右手定則可知電流從a邊進入紙面，b邊的電流出紙面，為負值．感應電流大小為：I=$\frac{E}{R}$=$\frac{BSω}{R}$，保持不變．故C正確．
故選：C．

點評 本題考查推導物理圖象的能力．物理圖象往往從物理規(guī)律推導出解析式然后選擇圖象．對于電流圖象要從大小和方向兩個方向分析．