选择题6.0分
物理

6.如图甲所示,交流发电机的矩形金属线圈abcd的匝数n=100,线圈的总电阻r=5.0Ω,线圈位于匀强磁场中,且线圈平面与磁场方向平行。线圈的两端分别与两个彼此绝缘的铜环EF(集流环)焊接在一起,并通过电刷与阻值R=95Ω的定值电阻连接。现使线圈绕过bcad边中点、且垂直于磁场的转轴OOˊ以一定的角速度匀速转动。穿过线圈的磁通量随时间t变化的图像如图乙所示。若电路其他部分的电阻以及线圈的自感系数均可忽略不计。则下列说法中正确的是(    )

A

线圈匀速转动的角速度为100

B

线圈中产生感应电动势的最大值为100V

C

线圈中产生感应电动势的有效值为100V

D

线圈中产生感应电流的有效值为 A

正确答案及相关解析

正确答案

D

解析

A、由图知,T=π×10-2S则,故A错误;

B、交流发电机产生电动势的最大值Em=nBSω,而Φm=BS,,所以,由Φ-t图线可知:Φm=2.0×10-2 Wb,T=6.28×10-2s 所以Em=200 V,交流发电机产生的电动势最大值为200V.故B错误;

C、电动势的有效值 ,故C错误;

D、由闭合电路的欧姆定律,电路中电流的有效值为,故D正确;

考查方向

正弦式电流的图象和三角函数表达式;交流发电机及其产生正弦式电流的原理

解题思路

交流发电机产生电动势的最大值Em=nBSω,根据Φ-t图线得出周期T以及磁通量的最大值Φ=BS.从而求出感应电动势的最大值,交流电压表的示数为有效值,求出电动势的有效值,根据闭合电路欧姆定律求出电流表的示数.

易错点

本题的关键掌握正弦式交流电峰值的表达式Em=nBSω,从峰值的表达式中得出信息会求解交流电有效值.

知识点

正弦式电流的图象和三角函数表达式 正弦式电流的峰值和有效值、平均值