Question

18．图甲是小型交流发电机的示意图，在匀强磁场中，一矩形金属线圈绕垂直磁感线的转轴OO′匀速转动，产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图乙所示，发电机线圈内阻为5Ω，外接一只电阻为95Ω的灯泡，不计电路的其他电阻，则（　　）

• A． 金属线框的转速为50r/s
• B． t=0.01s时，穿过线框回路的磁通量为零
• C． 电压表的示数为220V
• D． 灯泡每秒实际消耗的电能为459.8J

Answer 1

分析 从图象得出电动势最大值、周期，从而算出转速；磁通量最大时电动势为零，磁通量为零时电动势最大，最后依据焦耳定律，即可求解电能．

解答 解：A、依据周期T=2×10^-2 s，结合ω=2πn=$\frac{2π}{T}$，解得：金属线框的转速为n=50r/s，故A正确；
B、t=0.01s时，电动势为零，线圈平面与磁场方向垂直，磁通量最大，故B错误；
C、电动势有效值为U=$\frac{220\sqrt{2}}{\sqrt{2}}$=220V，根据闭合电路的欧姆定律可知，电压表的示数小于220V，故C错误；
D、因发电机线圈内阻为5Ω，外接一只电阻为95Ω的灯泡，依据Q=I²Rt=（$\frac{220}{5+95}$）²×95×1J=459.8J，故D正确；
故选：AD．

点评 本题考查交变电流图象的意义，要注意能从图象中直接读出交流电的最大值、周期；然后再明确其有效值、瞬时值及频率角速度等物理量，注意求解电能时，使用电流的有效值．