Question

【題目】圖甲為小型旋轉電樞式交流發電機的原理圖，其矩形線圈在磁感應強度為B的勻強磁場中，繞垂直于磁場方向的固定軸OO′(OO′沿水平方向)勻速轉動，線圈的兩端經集流環和電刷與電阻R＝10Ω連接，與電阻R并聯的交流電壓表為理想電壓表，示數為10V.圖乙是矩形線圈中磁通量Φ隨時間t變化的圖象.則( )

A.此交流發電機的電動勢平均值為10V

B.t＝0.02s時R兩端的電壓瞬時值為零

C.R兩端的電壓u隨時間t變化的規律是

u＝10cos (100πt) V

D.當ab邊速度方向向上時，它所受安培力的方向也向上

Answer 1

【答案】C

【解析】矩形線圈繞垂直于磁場方向的轉軸勻速轉動，產生正弦交流電，外電阻R＝10Ω，電壓表示數10V，說明＝10V即Em＝10V.根據題圖乙t＝0時磁通量等于0可判斷t＝0時R兩端的電壓最大，所以R兩端的電壓隨時間變化的規律為u＝10cosωt＝10cos(100πt) V，選項C對.t＝0.02s代入電動勢的表達式，此刻u＝10V，選項B錯.根據楞次定律，感應電流總是阻礙線圈的轉動，所以當ab邊速度方向向上時，它所受安培力的方向向下，選項D錯.電動勢平均值為磁通量和時間的比值，而該比值最大為Em＝10V，所以平均值一定比Em＝10V小，選項A錯.