Question

17．如圖所示，N匝矩形導線框以角速度ω在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中繞軸OO′勻速轉(zhuǎn)動，線框面積為S，線框的電阻、電感均不計，外電路接有電阻R、理想交流電流表和二極管D．二極管D具有單向?qū)щ娦�，即正向電阻為零，反向電阻無窮大．下列說法正確的是（　　）

• A． 圖示位置電路中的電流為0
• B． R兩端電壓的有效值U=$\frac{ω}{\sqrt{2}}$NBS
• C． 交流電流表的示數(shù)I=$\frac{ω}{2R}$NBS
• D． 一個周期內(nèi)通過R的電荷量q=$\frac{2NBS}{R}$

Answer 1

分析 交流電壓表測量有效值，由電動勢的最大值、歐姆定律和有效值與最大值之間的關(guān)系求解電壓的有效值．根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律和電流的定義式求解電荷量．從圖示位置磁通量為Φ₁=0，轉(zhuǎn)過90°磁通量為Φ₂=BS，△Φ=Φ₂-Φ₁．

解答 解：A、電流表顯示的是有效值，不會隨瞬時值的變化而變化，故A錯誤；
BC、矩形閉合導線框在磁場中轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的交流電的電動勢最大值為：E_m=NBSω，二極管具有單向?qū)щ娦�，一個周期中只有一半時間電路中有電流，根據(jù)電流的熱效應(yīng)得：$\frac{（\frac{{E}_{m}}{\sqrt{2}}）^{2}}{R}$$\frac{T}{2}$•=$\frac{{U}^{2}}{R}$•T，解得：R兩端電壓的有效值U=$\frac{NBSω}{2}$，電流的有效值I=$\frac{U}{R}$=$\frac{NBSω}{2R}$，電流表的示數(shù)為有效值，所以電流表的示數(shù)為$\frac{NBSω}{2R}$，故C正確；B錯誤；
D、一個周期中只有一半時間電路中有電流，由$\overline{E}$=N$\frac{△Φ}{△t}$，$\overline{I}$=$\frac{\overline{E}}{R}$，q=$\overline{I}$△t，又△Φ=2BS，得到一個周期內(nèi)通過R的電荷量q=$\frac{2NBS}{R}$，故D正確．
故選：CD．

點評 對于交變電流，求解熱量、電功和電功率用有效值，而求解電量要用平均值，注意二極管D具有單向?qū)щ娦裕?/p>