Question

2．如图所示，一个100匝的矩形线圈abcd放置在磁感应强度B=$\frac{\sqrt{2}}{16π}$ T的有界匀强磁场中，磁场只分布在bc边的左侧，线圈的边ab=0.2m，ad=0.4m，各边电阻均不计，现线圈以bc为轴、以ω=100π rad/s的角速度旋转，图中ad边正垂直于纸面向外转动．线圈与一理想变压器原线圈相连，滑动触头P的移动可改变其匝数，当P接e时，原、副线圈的匝数比为5：1，f为原线圈的中点，副线圈接有电容器C和灯泡L，已知在移动P的过程中，灯泡不会烧坏．则下列说法正确的是（　　）

• A． 该线圈产生的交流电压的有效值为50V
• B． 当P接e时，灯泡两端的电压为5$\sqrt{2}$V
• C． P接f时灯泡消耗的功率比P接e时的大
• D． P固定在e点，线圈转速一直增大时，灯泡会越来越亮

Answer 1

分析 由交流电的规律可求得最大值及有效值；再根据变压器原理及电容的作用明确输出电压；根据变压比可得出灯泡两端的电压及功率变化．

解答 解：A、线圈产生感应电动势的最大值为E_m=nBSω=50$\sqrt{2}$ V，由于磁场有边界，线圈只有半个周期在磁场中，得交流电压的有效值U=25$\sqrt{2}$ V，所以A错误；
B、由$\frac{U}{U'}$=$\frac{5}{1}$及电容器对交变电流的阻碍作用可知灯泡两端的电压应小于5$\sqrt{2}$V，B错误；
C、P接f时，副线圈电压增大，输出电压增大；故灯泡消耗的功率比P接e时大，C正确；
D、线圈转速增大，交流电的电动势值增大，而由于频率变大，电容器对交流电的阻碍作用变小，灯泡会变亮，D正确．
故选：CD

点评 本题考查交流电的产生、变压器原理及电容的阻碍作用，要注意将所学知识综合应用．