Question

12．如圖所示，電阻為r的矩形線(xiàn)圈面積為S，線(xiàn)圈的匝數(shù)為N，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，線(xiàn)圈繞垂直于磁場(chǎng)的軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)．t=0時(shí)刻線(xiàn)圈平面與磁場(chǎng)垂直，各電表均為理想交流電表，下列說(shuō)法正確的是（　�。�

• A． 圖示位置時(shí)電壓表和電流表的示數(shù)為零
• B． 線(xiàn)圈從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)90°時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為NBSω
• C． 滑片P向下滑動(dòng)時(shí)，電流表的讀數(shù)變小，電壓表讀數(shù)變大
• D． 線(xiàn)圈從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)180°的過(guò)程中，流過(guò)電阻R的電量為$\frac{2BS}{R}$

Answer 1

分析 矩形線(xiàn)圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線(xiàn)圈中產(chǎn)生正弦式交變電流，電壓表測(cè)量的是R兩端電壓的有效值，根據(jù)閉合電路歐姆定律分析其讀數(shù)是否變化；
圖示位置沒(méi)有任何一邊切割磁感線(xiàn)，線(xiàn)圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和磁通量的變化率為零；線(xiàn)圈每經(jīng)過(guò)中性一次，感應(yīng)電流方向改變一次．

解答 解：A、圖示位置線(xiàn)圈處于中性面，電壓和電流的瞬時(shí)值為0，電壓表和電流表的讀數(shù)是有效值，電壓表和電流表的示數(shù)不為0，故A錯(cuò)誤；
B、線(xiàn)圈從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)90°，時(shí)，線(xiàn)圈平面和磁場(chǎng)平行，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為NBSω，故B正確；
C、滑片P下滑時(shí)，R增大，據(jù)閉合電路歐姆定律可知，通過(guò)R的電流有效值減小，線(xiàn)圈的內(nèi)電壓減小，則R的電壓有效值增大，電壓表的讀數(shù)增大，所以電流表讀數(shù)減小，電壓表讀數(shù)變大，故C正確；
D、線(xiàn)圈從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)180°的過(guò)程中，磁通量的大小相等，而方向相反，所以電路中的平均電動(dòng)勢(shì)大�。�$\overline{E}=N\frac{△Φ}{△t}$
平均電流：$\overline{I}=\frac{\overline{E}}{R+r}$，流過(guò)電阻R的電量為：q=$\overline{I}•△t$=$N\frac{△Φ}{R+r}$=$N\frac{2BS}{R+r}$．故D錯(cuò)誤；
故選：BC

點(diǎn)評(píng) 解決本題關(guān)鍵要掌握交變電流產(chǎn)生的原理，知道電壓表測(cè)量電壓的有效值．交流電路與直流電路都遵守閉合電路歐姆定律，只不過(guò)要注意電流與電動(dòng)勢(shì)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，電流有效值應(yīng)對(duì)應(yīng)電動(dòng)勢(shì)有效值．