Question

8．图甲为交流发电机构造示意图，当线圈沿逆时针方向匀速转动时，产生的电动势随时间变化的规律如图乙所示，若线圈的电阻为1Ω，外接灯泡的电阻为5Ω，则（　　）

• A． 电流方向每秒钟改变50次
• B． 电压表的示数为6V
• C． 在1s时间内灯泡消耗的电能为5J
• D． 在t=0.02s时刻，穿过线圈的磁通量为零

Answer 1

分析 当线圈沿逆时针方向匀速转动时，产生的电动势随时间变化的正弦规律图象，则图象可求出最大值，并能算出有效值，从而确定电压表的读数．同时能求出转动的周期，并能确定电流方向在一个周期内的改变的次数．

解答 解：A、由图象可知，周期为0.02s，故频率f=$\frac{1}{T}=50Hz$，而一个周期电流方向改变2次，故电流方向每秒钟改变100次，故A错误；
B、由图象可知，正弦式交流电的电动势的最大值为6$\sqrt{2}$V，则电动势的有效值为6V，那么电压表的示数为U=$\frac{R}{R+r}E=\frac{5}{5+1}×6=5V$；故B错误；
C、在1s时间内灯泡消耗的电能：P_L=I²Rt=${（\frac{E}{R+r}）}^{2}Rt={（\frac{6}{5+1}）}^{2}×5×1=5J$；故C正确；
D、在t=0.02s时刻，感应电动势为零，故线圈位于中性面位置，磁通量最大，故D错误；
故选：C．

点评 线框在匀强磁场中匀速转动，产生正弦式交变电流．而对于电表读数、求产生的热量均由交变电的有效值来确定；注意在求电压表示数时，解法同闭合电路欧姆定律．