Question

18．如圖所示，矩形線圈面積為S，匝數(shù)為N，線圈電阻為r，在磁感應強度為B的勻強磁場中繞OO′軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動，外電路電阻為R，當線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過90°的過程中，下列說法正確的是（　�。�

• A． 磁通量的變化量△Φ=NBS
• B． 平均感應電動勢E=$\frac{NBSω}{π}$
• C． 電阻R所產(chǎn)生的焦耳熱Q=$\frac{{{N^2}{B^2}{S^2}ωRπ}}{{4{{（R+r）}^2}}}$
• D． 通過電阻R的電量為q=$\frac{NBS}{R+r}$

Answer 1

分析 由法拉第電磁感應定律可求得平均電動勢，再由歐姆定律求出平均電流，由Q=It可求出電荷量
求出交流電的最大值，再由有效值與最大值的關(guān)系即可求出電壓的有效值；
由焦耳定律求出熱量．

解答 解：A、在此過程中，穿過線圈的磁通量變化量為△Φ=BS；故A錯誤；
B、經(jīng)歷時間△t=$\frac{1}{4}$×$\frac{2π}{ω}$=$\frac{π}{2ω}$；由平均電動勢公式 E=n$\frac{△Φ}{△t}$=$\frac{NBS}{\frac{π}{2ω}}$=2$\frac{NBSω}{π}$；故B錯誤；
C、產(chǎn)生的感應電動勢的最大值為E_m=nBSω
電動勢的有效值為E=$\frac{Em}{\sqrt{2}}$=$\frac{nBSω}{\sqrt{2}}$
由閉合電路歐姆定律得，回路中電流的有效值為
I=$\frac{E}{R+r}$=$\frac{nRsω}{\sqrt{2}（R+r）}$
該過程中電阻R上產(chǎn)生的熱量為
Q=I²R△t=（$\frac{nRsω}{\sqrt{2}（R+r）}$）²R×$\frac{π}{2ω}$=$\frac{πω（nRs）^{2}}{4（R+r）^{2}}$．故C正確；
D、由歐姆定律得I=$\frac{E}{R+r}$
電荷量 q=I△t可得
通過R的電荷量q=n$\frac{△Φ}{R+r}$=$\frac{nBS}{R+r}$．故D正確；
故選：CD

點評 本題考查有效值及平均值公式的應用，在解題時要注意，當求電功、電壓表示數(shù)時一律用有效值；而求電量時要用平均值．