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如图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图,其矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中,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阻R=10Ω连接,与电阻R并联的交流电压表为理想电表,示数是10V.图乙是矩形线圈磁通量?随时间t变化的图象.则( )

A.电阻R上的电功率为20W
B.0.02s时R两端的电压瞬时值为零
C.R两端的电压u随时间t变化的规律是u=14.1cos100πt(V)
D.通过R的电流i随时间t变化的规律是i=cos50πt(A)
【答案】分析:根据公式P=求出电阻R上的电功率,由乙图可知,0.02s通过线圈的磁通量为零,电动势最大,根据有效值与最大值的关系求出最大值,写出R两端的电压u随时间t变化的规律,根据欧姆定律求出通过R的电流i随时间t变化的规律.
解答:解:A、根据公式P=得:P=W,故A错误;
B、由乙图可知,0.02s通过线圈的磁通量为零,电动势最大,R两端的电压瞬时值为10V,故B错误;
C、由乙图可知,T=0.02s,电动势的最大值Em=U=10V,ω=,又因为此交变电流是从垂直于中性面开始计时的,
所以R两端的电压u随时间t变化的规律是u=14.1cos100πt(V),故C正确;
D、根据i=得:通过R的电流i随时间t变化的规律是i=1.41cos100πt(A),故D错误.
故选C
点评:解决本题的关键知道正弦式交流电峰值的表达式Em=nBSω,以及知道峰值与有效值的关系,能从图中得出有效信息,难度不大,属于基础题.
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如图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图,其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动,线圈的匝数n=100、电阻r=10Ω,线圈的两端经集流环与电阻R连接,电阻R=90Ω,与R并联的交流电压表为理想电表.在t=0时刻,线圈平面与磁场方向平行,穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间t按下图乙所示正弦规律变化.求:
(1)交流发电机产生的电动势最大值;
(2)电路中交流电压表的示数.

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(1)交流发电机产生的感应电动势的最大值;
(2)从线框经过图示位置开始计时,写出交流发电机产生的感应电动势的瞬时值表达式;
(3)电路中电压表的示数。

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(1)交流发电机产生的感应电动势的最大值;
(2)从线框经过图示位置开始计时,写出交流发电机产生的感应电动势的瞬时值表达式;
(3)电路中电压表的示数。

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