题目内容
9.如图所示,甲为一台小型发电机构造示意图,两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场,线圈绕垂直于磁场的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动,产生的电动势随时间按正弦规律变化,其e-t图象如图乙所示.发电机线圈内阻为1Ω,外接灯泡的电阻为9Ω.电压表为理想电表,则( )A. | 线圈的转速n=240 r/min | |
B. | 电压表的示数为10$\sqrt{2}$ | |
C. | t=0.125s 时,穿过线圈的磁通量最大 | |
D. | 0~0.125s的时间内,流过灯泡的电量为 $\frac{1}{2π}$ C |
分析 明确交流电的产生过程,根据乙图可明确交流电的最大值和周期;再根据交流电的产生规律分析磁通量的变化,根据法拉第电磁感应定律分析求解电量的大小.
解答 解:A、由图可知,交流电的周期为0.250s,则转速为:n=$\frac{1}{0.250}$=4r/s=240r/min,故A正确;
B、电压表测量的为路端电压,由闭合电路欧姆定律可知:U=$\frac{{E}_{m}}{\sqrt{2}(R+r)}R$=$\frac{20}{\sqrt{2}(9+1)}×9$=9$\sqrt{2}$V,故B错误;
C、t=0.125s 时,电动势为零,此时线圈处于中性面的位置上,此时穿过线圈的磁通量最大,故C正确;
D、0~0.125s的时间内,穿过线圈的磁通量变化量△Φ=2BS;则流过灯泡的电量为:q=$\frac{△Φ}{△t(R+r)}△t$=2n$\frac{BS}{R+r}$;
因Em=nBSω,角速度为:ω=$\frac{2π}{T}$=$\frac{2π}{0.250}$=8π,故有:nBS=$\frac{20}{8π}$,联立各式解得:q=$\frac{20×2}{8π×(9+1)}$=$\frac{1}{2π}$ C,故D正确.
故选:ACD.
点评 本题考查交流电的产生规律,要注意明确线圈转动与交流电的对应关系,明确线圈处于中性面时磁通量最大而电动势为零,而在垂直于中性面位置时,磁通量为零而电动势最大,同时掌握求解电量的基本方法.
练习册系列答案
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