Question

3．如图所示，一圆柱形铁芯上沿轴线方向绕有矩形线圈，铁芯与磁极的缝隙间形成了辐向均匀磁场．磁场的中心与铁芯的轴线重合．当铁芯绕轴线以角速度ω顺时针匀速转动的过程中，线圈中的电流变化图象是下图中的哪一个？（从图位置开始计时，NS极间缝隙的宽度不计．以b边的电流进入纸面，a边的电流出纸面为正方向）（　　）

• A．
• B．
• C．
• D．

Answer 1

分析 将一个周期分成两个半个周期研究，根据右手定则判断感应电流的方向，确定电流的正负．根据感应电动势公式推导电动势表达式，确定电流大小，然后选择图象．

解答 解：在一个周期内，前半个周期内：根据右手定则可知电流从b边进入纸面，a边的电流出纸面，为正值．
设ab边长为L₁，ad边长为L₂，矩形abcd的面积为S，电阻为R，磁感应强度大小为B，则感应电动势大小为：
E=2Bω$\frac{{L}_{1}}{2}$L₂=BSω
感应电流大小为：
I=$\frac{E}{R}$=$\frac{BSω}{R}$，保持不变．
后半个周期内：根据右手定则可知电流从a边进入纸面，b边的电流出纸面，为负值．感应电流大小为：I=$\frac{E}{R}$=$\frac{BSω}{R}$，保持不变．故C正确．
故选：C．

点评 本题考查推导物理图象的能力．物理图象往往从物理规律推导出解析式然后选择图象．对于电流图象要从大小和方向两个方向分析．