Question

7．如圖所示，小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機(jī)中矩形線圈的電阻r=1Ω，匝數(shù)為10匝，線圈處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線圈繞垂直于磁場(chǎng)方向的固定軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈的兩端經(jīng)集流環(huán)和電刷與電路連接，電路中電表為理想電表，滑動(dòng)變阻器R₁的最大阻值為4Ω，滑動(dòng)片P位于滑動(dòng)變阻器的中點(diǎn)，線圈的轉(zhuǎn)速為10r/s，閉合開(kāi)關(guān)S，電壓表的示數(shù)為4V，電流表的示數(shù)為0.5A，則下列說(shuō)法正確的是（　�。�

• A． 從圖示開(kāi)始，線圈中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)表達(dá)式為e=4.5cos20πt（V）
• B． 燈泡消耗的功率為2W
• C． 線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，通過(guò)線圈的最大磁通量約為0.01Wb
• D． 滑動(dòng)變阻器的滑片向左移，電壓表、電流表的示數(shù)均變小

Answer 1

分析 根據(jù)閉合電路歐姆定律求出電動(dòng)勢(shì)的有效值，由E_m=$\sqrt{2}$E求出電動(dòng)勢(shì)的最大值，即可寫(xiě)出電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)表達(dá)式．由P=UI求燈泡消耗的功率．由E_m=nBSω、Φ_m=BS結(jié)合求出最大磁通量．當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向左移，由歐姆定律分析電表讀數(shù)的變化．

解答 解：A、由題可知，電源的電動(dòng)勢(shì)有效值  E=U+Ir=4+0.5×1=4.5V
電動(dòng)勢(shì)最大值 E_m=$\sqrt{2}$E=4.5$\sqrt{2}$V，從圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，線圈中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)表達(dá)式為
 e=E_mcos2πnt=4.5$\sqrt{2}$cos20πt（V）．故A錯(cuò)誤．
B、滑動(dòng)變阻器兩端的電壓為 U_R=IR=0.5×2V=1V，因此燈泡兩端的電壓 U_L=U-U_R=4-1=3V
燈泡消耗的功率為 P=U_LI=1.5W，故B錯(cuò)誤．
C、E_m=NBSω=NBS•2πn、Φ_m=BS得：通過(guò)線圈的最大磁通量 Φ_m=$\frac{{E}_{m}}{N•2πn}$=$\frac{9\sqrt{2}}{400π}$≈0.01Wb．故C正確．
D、滑動(dòng)變阻器的滑片向左移時(shí)，其接入電路的電阻變大，電路中電流減小，電流表的示數(shù)減小．電源的內(nèi)電壓減小，輸出電壓增大，則電壓表示數(shù)增大，故D錯(cuò)誤．
故選：C

點(diǎn)評(píng) 本題要理解交變電流產(chǎn)生的原理和規(guī)律，要知道交流電路歐姆定律同樣適用．要掌握電動(dòng)勢(shì)最大值表達(dá)式E_m=nBSω，明確有效值與最大值的關(guān)系E_m=$\sqrt{2}$E．