Question

18．圖甲是交流發(fā)電機(jī)的示意圖，發(fā)出的電直接輸出到理想變壓器的原線圈， 為交流 電壓表．變壓器的副線圈接有三個(gè)支路，每個(gè)支路接有相同規(guī)格的小燈泡 L₁、L₂ 和 L₃，且 L₂串有理想電感 L、L₃ 串有電容器 C．發(fā)電機(jī)兩磁極 N、S 間的磁場可視為水平方向的勻強(qiáng)磁場．線圈繞垂直于磁場的水平軸 OO′沿逆時(shí)針方向勻速轉(zhuǎn)動，從圖示位置開始計(jì)時(shí)，產(chǎn)生的交變電 流隨時(shí)間變化的圖象如圖乙所示．以下判斷正確的是（　�。�

• A． 圖甲線框位置叫中性面，此時(shí)所產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大，圖乙可得，此時(shí)電壓表示數(shù)為10V
• B． 線圈轉(zhuǎn)動的角速度為100πrad/s，0.02s時(shí)線框內(nèi)電流的流向是：DCBA
• C． 如果燈泡 L₁ 恰好正常發(fā)光，那么 L₂、L₃ 兩小燈泡都能發(fā)光但比L₁ 要暗
• D． 增大線圈的轉(zhuǎn)動速度，L₁、L₂、L₃三個(gè)小燈泡的亮度均不會變化

Answer 1

分析 線框處于中性面時(shí)，磁通量最大，感應(yīng)電動勢為0；電壓表讀數(shù)是有效值，根據(jù)右手定則判斷線框中電流的流向；在交流電路中，電容器和電感器對交流有阻礙作用，增大轉(zhuǎn)速，頻率增大，電容的容抗變小，電感的感抗變大

解答 解：A、圖甲線圈與磁場平行，磁通量為0，線框位置與中性面垂直，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為0，電壓表示數(shù)為有效值，$U=\frac{{U}_{m}^{\;}}{\sqrt{2}}=\frac{10\sqrt{2}}{\sqrt{2}}V=10V$，故A錯(cuò)誤；
B、線框轉(zhuǎn)動的角速度為$ω=\frac{2π}{T}=\frac{2π}{2×1{0}_{\;}^{-2}}rad/s=100πrad/s$，0.02s時(shí)線框內(nèi)電流的流向與0時(shí)刻線框內(nèi)電流的流向相同，根據(jù)右手定則，知電流流向是：DCBA，故B正確；
C、由于線圈有感抗，電容有容抗，所以燈泡${L}_{2}^{\;}$、${L}_{3}^{\;}$兩端的電壓比燈泡${L}_{1}^{\;}$兩端的電壓小，所以L₂、L₃ 兩小燈泡都能發(fā)光但比L₁ 要暗，故C正確；
D、增大線圈的轉(zhuǎn)速，則頻率增大，感抗增大，容抗減小，燈泡${L}_{1}^{\;}$亮度不變，燈泡${L}_{2}^{\;}$變暗，燈泡${L}_{3}^{\;}$變亮，故D錯(cuò)誤；
故選：BC

點(diǎn)評 本題考查交流電的產(chǎn)生，注意線圈處于中性面磁通量最大，磁通量的變化率為0，感應(yīng)電動勢為0，要掌握電感的感抗、電容的容抗與交變電壓頻率的關(guān)系，可根據(jù)公式${x}_{C}^{\;}=\frac{1}{2πCf}$和${x}_{L}^{\;}=2πLf$進(jìn)行分析．