题目内容

13.图甲为一台小型发电机构造示意图,内阻r=5.0Ω,外电路电阻R=95Ω,电路中其余电阻不计.发电机内的矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度ω绕垂直于磁场方向的固定轴转动,线圈匝数n=100.转动过程中穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间t按正弦规律变化,如图乙所示,则(  )
A.t=3.14×10-2 s时,该小型发电机的电动势为零
B.该小型发电机的电动势的最大值为200 V
C.电路中电流最大值为2 A
D.串联在外电路中的交流电流表的读数为2 A

分析 首先知道给出的是磁通量与时间的变化关系,利用图象读出周期求出角速度;再利用电动势的最大值公式求出峰值、有效值,从而求出电流表的示数.

解答 解:A、t=3.14×10-2 s时,磁通量Φ的变化率最大,该小型发电机的电动势有最大值,故A错误;
B、从Φ-t图线可以看出,Φmax=1.0×10-2 Wb,T=3.14×10-2 s,ω=$\frac{2π}{T}$,感应电动势的最大值Emax=nωΦmax=100×$\frac{2π}{3.14×1{0}^{-2}}$×1×10-2=200 V,故B正确;
C、电路中电流最大值Imax=$\frac{{E}_{max}}{R+r}$=$\frac{200}{100}$=2 A,故C正确;
D、交流电流表读数是交变电流的有效值,即I=$\frac{{I}_{max}}{\sqrt{2}}$=$\frac{2}{\sqrt{2}}$=1.4 A,故D错误.
故选:BC

点评 本题考查对交流电的产生过程的理解,要注意明确磁通量的变化与交流电产生的关系,知道最大电动势与最大磁通量之间的关系.

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