Question

12．圖甲是小型交流發電機的示意圖，在勻強磁場中，一矩形金屬線圈繞與磁場方向垂直的軸勻速轉動，產生的電動勢隨時間變化的正弦規律圖象如圖乙所示．發電機線圈內阻為10Ω，外接一只電阻為90Ω的燈泡，不計電路的其他電阻，則（　　）

• A． t=0時刻線圈平面與中性面垂直
• B． 每秒鐘內電流方向改變100次
• C． 燈泡兩端的電壓為18V
• D． 0～0.01s時間內通過燈泡的電量為2.0×10^-3C

Answer 1

分析 當線框經過中性面時通過線圈的磁通量最大．感應電動勢最小為零．由題圖乙可知交流電電動勢的周期，即可求解角速度．線框每轉一周，電流方向改變兩次．

解答 解：A、由圖象乙可知t=0時感應電動勢為零，處于中性面上，故A錯誤；
B、由題圖乙可知周期T=0.02s，線框每轉一周，電流方向改變兩次，每秒電流方向改變100次，故B正確；
C、由題圖乙可知交流電電動勢的最大值是E_m=20$\sqrt{2}$V，有效值為：E=$\frac{20\sqrt{2}}{\sqrt{2}}$=20V，根據閉合電路的分壓特點得電壓表的示數為：U=$\frac{R}{R+r}E$=$\frac{90}{90+10}×20$=18V，故C正確．
D、0～0.01s時間磁通量的變化量為2BS；根據q=$\frac{n△Φ}{R+r}$得：0～0.01s時間內通過燈泡的電量為q=$\frac{2BS}{R+r}$ ①；Em=Bsω=Bs$\frac{2π}{T}$=100πBs②代入數據 ①②聯立得：q=1.77×10^-3c，故D錯誤；
故選：BC．

點評 本題是準確理解感應電動勢與磁通量的變化，知道磁通量最大時，感應電動勢反而最小．明確線框每轉一周，電流方向改變兩次．能從圖象讀取有效信息