对阿拉果圆盘实验的理解
2015年高考新课标全国理综卷以人类第一次观察到的电磁感应现象———法国科学家的阿拉果圆盘实验为载体，考查学生对电磁感应的理解。大部分考生能选出正确答案，但对圆盘内涡电流的分布情况却又迷惑不解。
关于圆盘涡流分布，以下两种观点最具代表性。观点一：无法描绘涡流分布。因磁针磁场分布不断变化，圆盘中涡流的分布也随之变化，因此无法描绘涡流线。观点二认为可将圆盘看作车轮辐盘。由于磁场分布不均，圆盘半径线上产生的电动势不同，在两半径围成的扇形区域中存在涡流。个人认为以上观点都或多或少的有些片面：（1）虽然磁场分布变化，涡流在圆盘中的分布随之变化，但我们仍能推测出涡流在圆盘中的瞬间分布。（2）观点二描述的涡流分布不够明朗，也不够突出涡流之涡旋特征且未解释磁针随圆盘同向转动的原因。 针对上述问题我提出自己的观点：
如图，以圆盘上平行磁针磁极连线的直径OO’为界，将圆盘划分为两个半圆区域A1，A2，MN为垂直OO’的另一条直径，磁针在圆盘区域产生的磁场方向如图所示。此时穿过两半圆区域A1，A2的磁通量均为零。在A1中取一面积A0，该面积关于MN对称。假设圆盘逆时针旋转，则可知A0垂直圆盘向里提供的磁通量增多。由楞次
定律得，A0中存在逆时针方向的电流。在A1中可取A0’，A0’’，A0’’’……，同样存在与
A0同方向的电流。因此在A1区域形成逆时针方向的涡旋电流。同理在A2区域应产生顺时针方向的涡流，如图所示。
磁感线是闭合曲线，根据涡电流的分布，由右手螺旋定则可知圆盘在磁针所在处提供水平方向向左的磁场，则磁针N极受力向左，S极受力向右，因此磁针随圆盘逆时针转动。但涡电流产生是因磁针转动是果，磁针转动与圆盘相比，略有滞后。磁针转动时，磁针
磁场在空间的分布随之变化。圆盘上与磁极连线平行的直径在圆盘上的位置也不固定，因此圆盘上涡电流的分布也随之变化，这使得涡电流的分布变得扑簌迷离，但每一瞬间以OO’为边界的两区域上都存在如图所示的涡电流。
