1 圆盘问题中的闭合回路高爱虎法拉第（ M.Faraday ，1791-1867 ）于 1831 年发现的电磁感应现象是科学史上最重要的发现之一，它揭开了电力时代的序幕，对人类社会的发展和进步产生了极为重要的影响．而法拉第对此现象的发现与研究是与其对阿拉果铜盘实验现象的研究和解释密切相关的，而且受阿拉果实验的启发，他发明了最早最原始的圆盘发电机．阿拉果铜盘实验和法拉第圆盘发电机作为物理发展史上的重要实验和仪器，经常出现在课本和考题中．但在用法拉第电磁感应定律解决有关圆盘的电磁感应问题时由于不能正确的选取闭合回路，常常会得到错误的结论。一、法拉第圆盘发电机人教版高中物理选修3-2 第四章第 3 节《楞次定律》 “问题与练习”第7 题： 1831 年 10 月 28 日，法拉第在一次会议上展示了他发明的圆盘发电机，如图1．它是利用电磁感应的原理制成的，是人类历史上第一台发电机． 据说，在法拉第表演他的发电机时，一位贵妇人问道 “法拉第先生， 这东西有什么用呢？”法拉第答道：“夫人，一个刚刚出生的婴儿有什么用呢？”图 2 是这个圆盘发电机的示意图：铜盘安装在水平的铜轴上，它的边缘正好在两磁极之间，两块铜片C、D 分别与转动轴和铜盘的边缘接触．使铜盘转动， 电阻R 中就有电流通过．（1）说明圆盘发电机的原理．（2）圆盘如图示方向转动，请判断通过R 的电流方向．本题解析：（1）如图 3 所示，圆盘中任意一根半径CD 都在切割磁感线，这半径可以看成一个电源，根据右手定则可以判断，D 点的电势比C 点高，也就是圆盘边缘上的电势比圆心电势高，在CD 之间接上用电器，转动的圆盘就可以为用电器供电．（2）根据右手定则判断，D 点电势比C 点高，所以流过电阻R 的电流自下向上．习题存疑：在磁场不变的情况下，以整个圆盘和回路作为对象来看，其磁通量未发生变化，根据法拉第电磁感应定律tnE，可知电动势为零，但实际上圆盘产生了电动势并给用电器提供了电能，显然结论和实际是矛盾的．公式tnE没有错误，那么是哪里出现了问题？疑难解答：以整个圆盘和回路作为对象，回路是固定的，圆盘的转动并没有体现出来．要得到正确的结果，所选择的回路必须要能够反映圆盘的运动，即使任意图 1 图 2 图 4 C D B DC C D B 图 3 2 半径 CD 运动．所以应该选择如图4 所示的回路C D DRC , 即经过一段时间，回路中圆盘边缘上原来与导线接触的点由D 位置转到D 位置，沿着该接触点运动...
