20.如圖所示,在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的矩形線圈的周期為T,轉(zhuǎn)軸O1O2垂直于磁場(chǎng)方向,線圈電阻為2Ω.從線圈平面與磁場(chǎng)方向平行時(shí)開始計(jì)時(shí),線圈轉(zhuǎn)過60°時(shí)的感應(yīng)電流為1A.那么( 。
A.線圈消耗的電功率為2W
B.線圈中感應(yīng)電流的有效值為2A
C.任意時(shí)刻線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為e=4cos$\frac{2π}{T}$t
D.任意時(shí)刻穿過線圈的磁通量為φ=$\frac{T}{π}$sin$\frac{2π}{T}$t

分析 繞垂直于磁場(chǎng)方向的轉(zhuǎn)軸在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的矩形線圈中產(chǎn)生正弦或余弦式交流電,
由于從垂直中性面開始其瞬時(shí)表達(dá)式為i=Imcosθ,由已知可求Im=$\frac{i}{cosθ}$,
根據(jù)正弦式交變電流有效值和峰值關(guān)系可求電流有效值
根據(jù)P=I2R可求電功率
根據(jù)Em=Imr可求感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值
任意時(shí)刻穿過線圈的磁通量為Φ=BSsin$\frac{2π}{T}t$  根據(jù)Em=NBSω可求Φm=BS=$\frac{{E}_{m}}{NB}$.

解答 解:A、從垂直中性面開始其瞬時(shí)表達(dá)式為i=Imcosθ,
則電流的最大值為 Im=$\frac{i}{cosθ}$=2A,線圈消耗的電功率為 P=I2r=($\frac{\sqrt{2}}{2}{I}_{m}$)2r=4W,故A錯(cuò)誤;
B、線圈中感應(yīng)電流的有效值為$\sqrt{2}$A,故B錯(cuò)誤;
C、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為 Em=Imr=2×2=4V
任意時(shí)刻線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為 e=Emcos$\frac{2π}{T}$t=4cos$\frac{2π}{T}$t,故C正確;
D、任意時(shí)刻穿過線圈的磁通量為Φ=BSsin$\frac{2π}{T}t$ 
根據(jù)Em=NBSω
可得Φm=BS=$\frac{{E}_{m}}{Nω}$=$\frac{4}{N}$$•\frac{T}{2π}$
故Φ=$\frac{2T}{π}$sin$\frac{2π}{T}t$,故D錯(cuò)誤.
故選:C

點(diǎn)評(píng) 本題考察的是有效值計(jì)算及有關(guān)交變電流的基本知識(shí),要求熟練記憶相關(guān)知識(shí).

練習(xí)冊(cè)系列答案
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(1)木板水平放置,小車在橡皮筋作用下運(yùn)動(dòng),當(dāng)小車速度最大時(shí),關(guān)于橡皮筋所處的狀態(tài)與小車所在的位置,下列說法正確的是:B
A.橡皮筋仍處于伸長狀態(tài)
B.橡皮筋恰好恢復(fù)原長
C.小車緊靠著打點(diǎn)計(jì)時(shí)器
D.小車已超過兩個(gè)鐵釘?shù)倪B線
(2)如圖2所示是某次操作正確的情況下,在頻率為50Hz的電源下打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄的一條紙帶,為了測(cè)量小車獲得的速度,應(yīng)選用紙帶的F~I(xiàn)(填“A~F”或“F~I(xiàn)”)部分進(jìn)行測(cè)量,速度大小為0.76m/s.
(3)通過以上實(shí)驗(yàn)的正確操作和正確處理數(shù)據(jù),應(yīng)該得出合力做的功和物體速度變化的正確關(guān)系是W∝v2(用關(guān)系式表達(dá))

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8.在某高速公路發(fā)生一起車禍,車禍系輪胎爆胎所致.已知汽車行駛前輪胎內(nèi)氣體壓強(qiáng)為2.5atm,溫度為27℃,爆胎時(shí)胎內(nèi)氣體的溫度為87℃,輪胎中的空氣可看作理想氣體.求爆胎時(shí)輪胎內(nèi)氣體的壓強(qiáng).

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