Question

如圖所示，交流發(fā)電機(jī)的矩形線圈邊長(zhǎng)為ab=cd=0.4m，ac=bd=0.2m，線圈匝數(shù)為50匝，線圈電阻r=1Ω，線圈在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2T的均強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)軸以

100

π

轉(zhuǎn)/秒的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，外接電阻R=9Ω，則（　　）

• A、垂直紙面向里看，圖中時(shí)刻線圈中感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針
• B、感應(yīng)電流的周期為

  π

  100

  s
• C、圖中電壓表讀數(shù)為144V
• D、電阻R上消耗的電功率為2304W

Answer 1

分析：矩形金屬線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生交流電．則由楞次定則可判定感應(yīng)電流的方向．
根據(jù)轉(zhuǎn)速求出感應(yīng)電流的周期．
電動(dòng)勢(shì)的最大值為NBSω，根據(jù)最大值和有效值的關(guān)系求出電壓表讀數(shù)．
根據(jù)電功率的定義式求解電阻R上消耗的電功率．

解答：解：A、cd邊離開紙面向內(nèi)運(yùn)動(dòng)開始計(jì)時(shí)，線圈磁通量在變大，則感應(yīng)電流的磁場(chǎng)會(huì)阻礙其變大，即感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)方向相反，
根據(jù)右手定則得感應(yīng)電流方向是a→c→d→b→a，即圖中時(shí)刻線圈中感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針，故A錯(cuò)誤；
B、線圈的轉(zhuǎn)速n=

100

π

轉(zhuǎn)/秒，
所以感應(yīng)電流的周期T=

1

n

=

π

100

s，故B正確；
C、根據(jù)ω=2πn得：ω=200rad/s
電動(dòng)勢(shì)最大值
E_m=NBSω
=50×0.2×0.2×0.4×200
=160V
電壓表測(cè)量的是有效值，所以U=

Em

2

×

R

R+r

=

160

2

×

9

10

=72

2

V，故C錯(cuò)誤；
D、根據(jù)電功率的定義式得
電阻R上消耗的電功率P=

U2

R

=

(72 2 )2

9

=1152W，故D錯(cuò)誤；
故選：B．

點(diǎn)評(píng)：掌握根據(jù)楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向．
掌握交變電流最大值、有效值的理解和應(yīng)用的求解，對(duì)于交流電表的測(cè)量值、計(jì)算交流電功率、電功等都用到有效值．