Question

【题目】如图所示，甲为小型旋转电枢式交流发电机，电阻为r=2Ω的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右侧电路连接，右侧电路中滑动变阻器R的最大阻值为R0=4Ω，滑动片P位于滑动变阻器中点，定值电阻R1=7Ω，R2=2Ω，其他电阻不计。从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，闭合开关S．线圈转动过程中理想交流电压表示数是10V，图乙是矩形线圈磁通量随时间t变化的图象。则下列说法正确的是（　　）

A. 电阻R上的热功率为

B. 时滑动变阻器R两端的电压瞬时值为零

C. 线圈产生的电压随时间变化的规律是

D. 线圈从零时刻转动到的过程中，通过的电荷量为

Answer 1

【答案】A

【解析】

根据串并联电路的知识得：负载总电阻R总=R1+=10Ω，理想交流电压表示数是10V，所以干路电流I=1A，所以电阻R2上两端电压UR2=1V，电阻R2上的热功率PR2=0.5W，故A正确。由乙图可知，0.02s通过线圈的磁通量为零，感应电动势最大，R两端的电压瞬时值不为零，故B错误。由乙图可知，T=0.02s，ω==100πrad/s，电动势的有效值E=10V+1×2V=12V，电动势的最大值Em=12V，所以线圈产生的e随时间t变化的规律是e=12cos100πt（V），故C错误。电动势的最大值Em=12V=nBSω，Φ=BS=。

矩形线圈磁通量Φ随时间t变化的规律为Φ=sin100πt，线圈开始转动到t=s的过程中，通过电阻R1的电量为，故D错误。