Question

12．一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图甲所示．已知发电机线圈内阻为5.0Ω，则外接一只电阻为95.0Ω的灯泡（如图乙所示）时，则（　　）

• A． 图乙时刻，线圈磁通量的变化率为零
• B． 电路中的电流方向每秒钟改变50次
• C． 在0～0.005s内，通过灯泡的电荷量为1.1×10^-2C
• D． 发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2J

Answer 1

分析 由甲图知电压峰值、周期，从而求电压有效值、角速度和频率，交流电每周期方向改变两次，电压表测量的是路端电压，在图示位置磁通量为零

解答 解：A、图乙时刻，线圈平面与磁场平面平行，磁通量为零，线圈磁通量的变化率最大，故A错误；
B、由图象知，该交流电的周期为0.02s，而交流电在一个周期内电流方向改变2次，故1s的时间内电流方向改变100次，故B错误；
C、前0.005 s内通过灯泡的电荷量q=n$\frac{△∅}{R+r}=\frac{nBs}{R+r}=\frac{{E}_{m}T}{2π}•\frac{1}{R+r}$=$\frac{220\sqrt{2}×0.02}{2π}×\frac{1}{95+5}$C=0.99C，故C错误；
D、由图象知：${E}_{m}=220\sqrt{2}V$，所以E=220V，则电压表的求数为：$U=\frac{R}{R+r}E$=209V，发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为：Q=$\frac{（E-U）}{r}$=24.2J，故D正确；
故选：D

点评 交流电的电压、电流、电动势等等物理量都随时间作周期性变化，求解交流电的焦耳热、电功、电功率时要用交流电的有效值，求电量时用平均值