Question

2．如圖甲所示是一臺交流發(fā)電機的構(gòu)造示意圖，線圈轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示，發(fā)電機線圈電阻為1Ω，外接負(fù)載電阻為4Ω，則（　�。�

• A． 線圈轉(zhuǎn)速為50r/s
• B． 電壓表的示數(shù)為4V
• C． 負(fù)載電阻的電功率為2W
• D． 線圈轉(zhuǎn)速加倍，電壓表讀數(shù)變?yōu)樵瓉淼?倍

Answer 1

分析 當(dāng)線圈沿逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動時，產(chǎn)生的電動勢隨時間變化的正弦規(guī)律圖象，則圖象可求出最大值，并能算出有效值，從而確定電壓表的讀數(shù)．同時能求出轉(zhuǎn)動的周期，并能確定電流方向在一個周期內(nèi)的改變的次數(shù)．

解答 解：A、由圖象可知，周期為0.04s，則轉(zhuǎn)速為n=$\frac{1}{0.04}$=25r/s，故A錯誤；
B、由圖象可知，正弦式交流電的電動勢的最大值為5V，則電動勢的有效值為U=$\frac{5}{\sqrt{2}}$=2.5$\sqrt{2}$V，那么電壓表的示數(shù)為U=$\frac{E}{r+R}R$=$\frac{2.5\sqrt{2}}{1+4}×4$=2$\sqrt{2}$V，故B錯誤；
C、R消耗的功率P=$\frac{{U}^{2}}{R}$=$\frac{（2\sqrt{2}）^{2}}{4}$=2W，故C正確；
D、線圈轉(zhuǎn)速加倍，則角速度加倍，最大值E_m=NBsω，故最大值變?yōu)樵瓉淼?倍，有效值也變?yōu)樵瓉淼?倍，故電壓表示數(shù)變?yōu)樵瓉?倍，故D錯誤．
故選：C

點評 線框在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生正弦式交變電流．而對于電表讀數(shù)、求產(chǎn)生的熱量均由交變電的有效值來確定；注意在求電壓表示數(shù)時，解法同閉合電路歐姆定律．