金属圆盘在磁场中转动

来源：学生作业帮编辑：作业帮分类：物理作业时间：2024/07/16 14:43:12

图19（a）所示，在垂直于匀强磁场B的平面内，半径为r的金属圆盘绕过圆心O的轴承转动，圆心O和边缘K通过电刷与一个电路连接。电路中的P是加上一定正向电压才能导通的电子元件。流过电流表的电流I与圆盘角速度ω的关系如图19（b）所示，其中ab段和bc段均为直线，且ab段过坐标原点。ω>0代表圆盘逆时针转动。已知：R=3.0Ω，B=1.0T，r=0.2m。忽略圆盘，电流表和导线的电阻。（1）根据图19（b）写出ab、bc段对应的I与ω的关系式；（2）求出图19（b）中b、c两点对应的P两端的电压U_b、U_c；（3）分别求出ab、bc段流过P的电流I_P与其两端电压U_P的关系式。

解析：（1）图像得出三点坐标o（0，0）b（15，0.1） c（45，0.4）由直线的两点式得I与ω关系式：(2)圆盘切割产生的电动势为：当当电源忽略内阻故U_p=E 可得：U_b=0.3v U_c=0.9v (3)由并联电路知识有： ①②由①②得
圆心O和边缘K通过电刷与一个电路连接，图中没画出来？怎样由圆盘转动方向判断电路中电流方向？圆盘的转动是怎样产生电动势的？
既然电路中的P是加上一定正向电压才能导通的电子元件，为什么不是角速度＞0或＜0时的其中一种情况下P中无电流通过？
由什么可判断出图b上斜率不变就是R两端电压大小不变？b、c两点对应的P两端的电压U_b、U_{c和ab、bc段两端电压U_{P如何理解？}}
总之图a的原理和图b为什么会是这种变化情况不会。请老师帮我分析一下...谢谢-v-。

解题思路：搞清楚原理和识别图像
解题过程：
解析：审题，
圆心O和边缘K通过电刷与一个电路连接，图中没画出来？怎样由圆盘转动方向判断电路中电流方向？圆盘的转动是怎样产生电动势的？
电刷为电路图中小箭头，与O点连接是另一个电极。此为圆盘发电机。等同于无数并联的长为半径r的金属棒旋转切割磁感线。圆盘逆时针转动时，由右手定则，判定出O点为低电势。因线速度随半径均匀增大，所以平均切割速度为算数平均值。故
E=Br(0+ωr)/2=Bωr2/2
既然电路中的P是加上一定正向电压才能导通的电子元件，为什么不是角速度＞0或＜0时的其中一种情况下P中无电流通过？
逆时针转动时，P上端为高电压，直至ω达到15rad/s电压才升到足够高P正向导通。
由什么可判断出图b上斜率不变就是R两端电压大小不变？b、c两点对应的P两端的电压Ub、Uc和ab、bc段两端电压UP如何理解？
斜率不变，是因电动势正比于角速度，对定值电阻R来说，R=U/I。所以是直线方程。斜率其实是R的阻值。在b点，电流为0.1A，电压0.3V。在此后，P导通，外电路为P与R的并联。在C点时，电流0.4A，电压0.9V，总阻值2.25Ω，说明P的直流阻值为9Ω，R的3Ω与P的9Ω并联阻值为2.25Ω。干路电流为通过R与P的电流之和。
最后问的ab段和bc段不是电路中的两点间，无从谈起电压。a、b、c是角速度不同的三个时刻。
总之图a的原理和图b为什么会是这种变化情况不会。
圆盘就是直流发电机，随角速度及方向造成所产生直流电压高低及电流方向不同。在角速度-45rad/s到15rad/s间，外电路只有R为用电器。角速度15rad/s到45rad/s间，P因正向导通，与R并联作为外电路。横轴角速度因与产生电动势成正比，所以等同于电压轴；纵轴为电流，所以图线为伏安特性曲线。ab段斜率为1/R.bc段斜率为P电阻与R并联总电阻的倒数。
最终答案：略

关于法拉第圆盘发电机圆盘发电机在磁场中转动磁通量并没有改变,那它是怎么产生感应电流的关于线圈在磁场中转动的感应电动势（2013•汕头二模）如图为圆盘发电机的示意图，铜盘绕水平的铜轴C在垂直于盘面的匀强磁场中转动，铜片D与铜盘的边缘接触，如图为圆盘发动机的示意图,铜盘绕水平的铜轴C在垂直于盘面的匀强磁场中转动,铜片D与铜盘的边缘接触,铜盘、导线和电阻R连接关于闭合线圈的一部分在磁场中转动知产生的现象高中物理线圈在磁场中转动所受阻力如何计算闭合线圈的一部分在磁场中转动知产生的现象, 三相异步电机转子在定子绕组产生的旋转磁场中转动利用的是什么原理? 霍尔片能在磁场中转动,此时磁场工作电流恒定,怎样判断霍尔片工作电流方向与磁场方向垂直? 风扇在真空中转动会怎样通电线圈在磁场中转动,转至平衡位置时线圈中各边电流与磁感线垂直,且不受磁场力的作用,为什么? 初中物理关于电动机的内容试验中通电的线圈可以在磁场中转动怎样判断通电线圈哪一面是什么磁极?