Question

10．如圖所示，電阻為r的矩形線圈面積為S，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)．勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，t=0時(shí)刻線圈平面與磁場(chǎng)垂直，各電表均為理想交流電表，則（　�。�

• A． 滑片P下滑時(shí)，電壓表的讀數(shù)變大
• B． 圖示位置線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大
• C． 圖示位置磁通量最大
• D． 1s內(nèi)流過R的電流方向改變$\frac{ω}{π}$次

Answer 1

分析 矩形線圈在勻強(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；
圖示位置沒有任何一邊切割磁感線，線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和磁通量的變化率為零；線圈每經(jīng)過中性一次，感應(yīng)電流方向改變一次．

解答 解：A、矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線圈中產(chǎn)生正弦式交變電流，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值為E_m=nBSω，線圈在磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值不變，有效值不變．滑片P下滑時(shí)，R增大，據(jù)閉合電路歐姆定律可知，通過R的電流有效值減小，線圈的內(nèi)電壓減小，則R的電壓有效值增大，電壓表的讀數(shù)增大，故A正確；
BC、圖示位置線圈中沒有任何一邊切割磁感線，線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，由法拉第電磁感應(yīng)定律可知磁通量最大；但其變化率為零，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)等于0；故B錯(cuò)誤；C正確；
D、由題意得：線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的周期為 T=$\frac{2π}{ω}$，線圈每經(jīng)過中性一次，感應(yīng)電流方向改變一次，一周電流方向改變，所以1s內(nèi)流過R的電流方向次數(shù)為：
N=$\frac{1}{T}$×2=$\frac{ω}{π}$，故D正確．
故選：ACD．

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．