Question

12．图甲是小型交流发电机的示意图，在匀强磁场中，一矩形金属线圈绕与磁场方向垂直的轴匀速转动，产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图乙所示．发电机线圈内阻为10Ω，外接一只电阻为90Ω的灯泡，不计电路的其他电阻，则（　　）

• A． t=0时刻线圈平面与中性面垂直
• B． 每秒钟内电流方向改变100次
• C． 灯泡两端的电压为18V
• D． 0～0.01s时间内通过灯泡的电量为2.0×10^-3C

Answer 1

分析 当线框经过中性面时通过线圈的磁通量最大．感应电动势最小为零．由题图乙可知交流电电动势的周期，即可求解角速度．线框每转一周，电流方向改变两次．

解答 解：A、由图象乙可知t=0时感应电动势为零，处于中性面上，故A错误；
B、由题图乙可知周期T=0.02s，线框每转一周，电流方向改变两次，每秒电流方向改变100次，故B正确；
C、由题图乙可知交流电电动势的最大值是E_m=20$\sqrt{2}$V，有效值为：E=$\frac{20\sqrt{2}}{\sqrt{2}}$=20V，根据闭合电路的分压特点得电压表的示数为：U=$\frac{R}{R+r}E$=$\frac{90}{90+10}×20$=18V，故C正确．
D、0～0.01s时间磁通量的变化量为2BS；根据q=$\frac{n△Φ}{R+r}$得：0～0.01s时间内通过灯泡的电量为q=$\frac{2BS}{R+r}$ ①；Em=Bsω=Bs$\frac{2π}{T}$=100πBs②代入数据 ①②联立得：q=1.77×10^-3c，故D错误；
故选：BC．

点评 本题是准确理解感应电动势与磁通量的变化，知道磁通量最大时，感应电动势反而最小．明确线框每转一周，电流方向改变两次．能从图象读取有效信息