Question

5．傳統(tǒng)的自行車發(fā)電機內(nèi)部電路如圖甲所示，驅(qū)動軸一端與自行車車輪相連，另一端連接條形永磁鐵，車輪轉(zhuǎn)動過程中，驅(qū)動軸帶動磁鐵在鐵芯之間勻速轉(zhuǎn)動，發(fā)電機線圈兩端產(chǎn)生的交變電壓波形如圖乙所示．已知波形圖中正負尖峰電壓分別為U_m和-U_m．兩個相鄰正、負尖峰電壓所對應的時間差為△t，發(fā)電機線圈匝數(shù)為n．以下判斷正確的是（　�。�

• A． 該交流電的周期為△t
• B． 驅(qū)動軸轉(zhuǎn)動的角速度ω=$\frac{2π}{△t}$
• C． 線圈電壓的有效值U=$\frac{\sqrt{2}{U}_{m}}{2}$
• D． 穿過線圈磁通量變化率的最大值$（\frac{△φ}{△t}）_{max}$=$\frac{{U}_{m}}{n}$

Answer 1

分析 先根據(jù)圖象得出周期，再根據(jù)角速度與周期的關系求解角速度，只有正弦或余弦式交流電有效值U=$\frac{\sqrt{2}{U}_{m}}{2}$，根據(jù)法拉第電磁感應定律得出穿過線圈磁通量變化率的最大值，線圈與用電器組成閉合回路，則有電流產(chǎn)生，線圈就會產(chǎn)生熱量．

解答 解：A、兩個相鄰正、負尖峰電壓所對應的時間差為△t，故該交流電的周期為2△t，故A錯誤；
B、根據(jù)題述兩個相鄰正負尖峰電壓所對應的時間差為△t，可得交變電流周期T=2△t，驅(qū)動軸轉(zhuǎn)動的角速度ω=$\frac{2π}{2△t}=\frac{π}{△t}$，故B錯誤；
C、由于產(chǎn)生的交變電流不是按照正弦規(guī)律變化，線圈電壓的有效值不是U=$\frac{\sqrt{2}{U}_{m}}{\sqrt{2}}$，故C錯誤；
D、根據(jù)法拉第電磁感應定律，感應電動勢與磁通量變化率成正比U_m=nk_m，穿過線圈磁通量變化率的最大值k_m=$\frac{{U}_{m}}{n}$，故D正確；
故選：D

點評 解答本題一定要注意只有正弦或余弦式交流電的有效值才滿足U=$\frac{\sqrt{2}{U}_{m}}{2}$，其它的不滿足這樣的結(jié)論，要根據(jù)電流的熱效應求解有效值，難度適中．