Question

5．著名物理学家费曼曾设计过这样一个实验：一块水平放置的绝缘体圆盘可绕过其中心的竖直轴自由转动，在圆盘的中部有一个线圈，圆盘的边缘固定着一圈带负电的金属小球，如图所示．当线圈接通直流电源后，线圈中的电流方向如图中箭头所示，圆盘会发生转动．几位同学对这一实验现象进行了解释和猜测，你认为合理的是（　　）

• A． 接通电源后，线圈产生磁场，带电小球受到洛伦兹力，从而导致圆盘沿顺时针转动（从上向下看）
• B． 接通电源后，线圈产生磁场，带电小球受到洛伦兹力，从而导致圆盘沿逆时针转动（从上向下看）
• C． 接通电源的瞬间，线圈产生变化的磁场，从而产生电场，导致圆盘沿顺时针转动（从上向下看）
• D． 接通电源的瞬间，线圈产生变化的磁场，从而产生电场，导致圆盘沿逆时针转动（从上向下看）

Answer 1

分析 由题，在线圈接通电源的瞬间，线圈中的电流是增大的，产生的磁场是逐渐增强的，逐渐增强的磁场会产生电场（麦克斯韦电磁理论）．在小球所在圆周处相当于有一个环形电场，小球因带电而受到电场力作用从而会让圆板转动．根据小球的带电性，判定圆板的转动方向．

解答 解：A、小球在静止时不受洛伦兹力，故圆盘不会发生转动；故AB错误；
C、若金属小球带正电且线圈中电流突然增大，根据电磁场理论可知，电场力顺时针方向，则圆盘转动方向与电流流向相反；故圆盘沿顺时针转动； 故C正确； D错误；
故选：C．

点评 本题是安培定则、左手定则和楞次定律的综合应用，还要抓住产生感应电流的条件进行分析．