如图所示.一个小型旋转电枢式交流发电机.其矩形线圈的线框面积为S.共有N匝.总电阻为r.与线圈两端相接触的集流环上接有一个阻值为R的定值电阻.理想交流电流表A和二极管D．线圈以角速度ω在磁感应强度为B的匀强磁场中绕与磁场方向垂直的对称轴OO′匀速运动.沿转轴OO′方向看去.线圈转动沿逆时针方向.t=0时刻线圈平面与磁感线垂直．下列说� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

3．

如图所示，一个小型旋转电枢式交流发电机，其矩形线圈的线框面积为S，共有N匝，总电阻为r，与线圈两端相接触的集流环上接有一个阻值为R的定值电阻、理想交流电流表A和二极管D．线圈以角速度ω在磁感应强度为B的匀强磁场中绕与磁场方向垂直的对称轴OO′匀速运动，沿转轴OO′方向看去，线圈转动沿逆时针方向，t=0时刻线圈平面与磁感线垂直．下列说法正确的是（　　）

	A．	一个周期内通过R的电荷量$q=\frac{2BS}{R+r}$
	B．	R两端电压的有效值$U=\frac{NBSωR}{{\sqrt{2}（R+r）}}$
	C．	交流电流表的示数为0
	D．	若用一根导线连接M、N两点，发电机的发电功率不变

分析根据法拉第电磁感应定律、欧姆定律和电流的定义式求解电量；从图示位置磁通量为Φ₁=0，转过90°磁通量为Φ₂=BS，△Φ=Φ₂-Φ₁；交流电流表测量有效值，由电动势的最大值、欧姆定律和有效值与最大值之间的关系求解电压的有效值．

解答解：A、由于二极管的单向导电性，一个周期内只有半个周期有电流流过电阻R，根据法拉第电磁感应定律，有：
$\overline{E}$=n$\frac{2BS}{\frac{T}{2}}$=$\frac{4nBS}{T}$=（R+r）$\overline{I}$
故通过R的电荷为：q=$\overline{I}$$\frac{T}{2}$=$\frac{2nBS}{R+r}$，故A错误；
B、电动势的最大值为：E_m=nBSω，故有效值为：E=$\frac{{E}_{m}}{\sqrt{2}}$；由于二极管的单向导电性，一个周期内只有半个周期有电流流过电阻R，根据热效应，有：
$\frac{{U}^{2}}{R}•T$=$（\frac{E}{R+r}）^{2}•\frac{T}{2}$
其中：E=$\frac{\sqrt{2}nBsω}{2}$
解得：U=$\frac{nBSωR}{\sqrt{2}（R+r）}$，故B正确；
C、交流电流表测量有效值，示数不变且不会为零；故C错误；
D、由于二极管的单向导电性，一个周期内只有半个周期有电流流过电阻R；若用一根导线连接M、N两点，一个周期内一直有电流流过电阻R，故电功率会加倍，故D错误；
故选：B．

点评对于交变电流，求解热量、电功和电功率用有效值，而求解电量要用平均值，注意二极管D具有单向导电性，难度不大．

练习册系列答案

相关题目

13．

拱券结构是古代人们解决建筑跨度的有效方法，像欧洲古罗马的万神庙、我国古代的赵州桥（如图甲）都是拱券结构的典型建筑．拱券结构的特点是利用石块的楔形结构，将受到的重力和压力分解为向两边的压力，最后由拱券两端的基石来承受．现有六块大小、形状、质量都相等的楔块组成一个半圆形实验拱券（每块楔块对应的圆心角为30°），如图乙所示．如果每个楔块的质量m=3kg，则：
（1）六块楔块组成的拱券对一边支撑物的压力是多大？
（2）如果在中间两个楔块上加一个向下的50N的压力F，那么其一边相邻的支撑物给予楔块的支持力是多大？（g取9.8N/kg）

14．

利用气垫导轨通过闪光照相进行“探究碰撞中的不变量”这一实验．实验要求研究两滑块碰撞时动能损失很小和很大等各种情况，若要求碰撞时动能损失最大应选图中的乙、（填“甲”或“乙”）、若要求碰撞动能损失最小则应选图中的甲．（填“甲”或“乙”）（甲图两滑块分别装有弹性圈，已图两滑块分别装有撞针和橡皮泥）

11．

如图所示，在粗糙的斜面上固定一点电荷Q，在M点无初速度的释放带有恒定电荷的小物块，小物块在Q的电场中沿斜面运动到N点静止．则从M到N的过程中（　　）

	A．	小物块所受的电场力先增大后减少
	B．	小物块的电势能可能增加
	C．	M点的电势一定高于N点的电势
	D．	小物块电势能变化量的大小一定小于克服摩擦力做的功

18．