题目内容
7．
如图所示，小型旋转电枢式交流发电机中矩形线圈的电阻r=1Ω，匝数为10匝，线圈处在匀强磁场中，线圈绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动，线圈的两端经集流环和电刷与电路连接，电路中电表为理想电表，滑动变阻器R1的最大阻值为4Ω，滑动片P位于滑动变阻器的中点，线圈的转速为10r/s，闭合开关S，电压表的示数为4V，电流表的示数为0.5A，则下列说法正确的是（ ）| A． | 从图示开始，线圈中产生的电动势瞬时表达式为e=4.5cos20πt（V） | |
| B． | 灯泡消耗的功率为2W | |
| C． | 线圈转动过程中，通过线圈的最大磁通量约为0.01Wb | |
| D． | 滑动变阻器的滑片向左移，电压表、电流表的示数均变小 |
分析 根据闭合电路欧姆定律求出电动势的有效值，由Em=$\sqrt{2}$E求出电动势的最大值，即可写出电动势瞬时表达式．由P=UI求灯泡消耗的功率．由Em=nBSω、Φm=BS结合求出最大磁通量．当滑动变阻器的滑片向左移，由欧姆定律分析电表读数的变化．
解答 解：A、由题可知，电源的电动势有效值 E=U+Ir=4+0.5×1=4.5V
电动势最大值 Em=$\sqrt{2}$E=4.5$\sqrt{2}$V，从图示位置开始计时，线圈中产生的电动势瞬时表达式为
e=Emcos2πnt=4.5$\sqrt{2}$cos20πt（V）．故A错误．
B、滑动变阻器两端的电压为 UR=IR=0.5×2V=1V，因此灯泡两端的电压 UL=U-UR=4-1=3V
灯泡消耗的功率为 P=ULI=1.5W，故B错误．
C、Em=NBSω=NBS•2πn、Φm=BS得：通过线圈的最大磁通量 Φm=$\frac{{E}_{m}}{N•2πn}$=$\frac{9\sqrt{2}}{400π}$≈0.01Wb．故C正确．
D、滑动变阻器的滑片向左移时，其接入电路的电阻变大，电路中电流减小，电流表的示数减小．电源的内电压减小，输出电压增大，则电压表示数增大，故D错误．
故选：C
点评 本题要理解交变电流产生的原理和规律，要知道交流电路欧姆定律同样适用．要掌握电动势最大值表达式Em=nBSω，明确有效值与最大值的关系Em=$\sqrt{2}$E．
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20．
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