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13.如圖所示為小型交流發(fā)電機(jī),電阻r=1Ω的單匝矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的固定軸00′勻速轉(zhuǎn)動(dòng),線圈的兩端經(jīng)集流環(huán)和電刷與電阻連接,定值電阻R=3Ω,其它電阻不計(jì),閉合開關(guān)S,從線圈平面與磁場(chǎng)方向平行時(shí)開始計(jì)時(shí),矩形線圈的磁通量φ隨時(shí)間t變化的圖象如圖乙所示,線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過程中理想電壓表示數(shù)是6V.下列說法正確的是( �。�
A.電阻R消耗的功率為9W
B.在t=0.02s時(shí)電阻R兩端的電壓瞬時(shí)值為零
C.線圈產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)e隨時(shí)間t變化的規(guī)律是e=82cos100πtv
D.線圈從開始計(jì)時(shí)到0.005s的過程中,通過電阻R的電荷量為32200πC

分析 根據(jù)公式P=U2R求出電阻R上的電功率,由乙圖可知,0.02s通過線圈的磁通量為零,電動(dòng)勢(shì)最大,根據(jù)有效值與最大值的關(guān)系求出最大值,寫出產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e隨時(shí)間t變化的規(guī)律,由法拉第電磁感應(yīng)定律結(jié)合閉合電路的歐姆定律可求得通過電阻R的電量

解答 解:A、根據(jù)公式P=U2R=623W=12W,故A錯(cuò)誤;
B、由乙圖可知,0.02s通過線圈的磁通量為零,電動(dòng)勢(shì)最大,R兩端的電壓瞬時(shí)值為62V,故B錯(cuò)誤;
C、產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值為E=R+rRU=8V,最大值為Em=2E=82V,ω=2πT=100πrad/s,又因?yàn)榇私蛔冸娏魇菑拇怪庇谥行悦骈_始計(jì)時(shí)的,所以R兩端的電壓u隨時(shí)間t變化的規(guī)律是u=82cos100πt(V),故C正確
D、產(chǎn)生的最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為Em=N∅mω
m=EmNω=821×100πWb=82100πWb
線圈從開始計(jì)時(shí)到0.005s的過程中,磁通量的變化量為=m=82100πWb,故通過電阻R的電荷量q=R+r=250πC,故D錯(cuò)誤;
故選:C

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵知道正弦式交流電峰值的表達(dá)式Em=nBSω,以及知道峰值與有效值的關(guān)系,能從圖中得出有效信息,難度不大

練習(xí)冊(cè)系列答案
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A.圖中A點(diǎn)振子所受彈力大小為5 N,方向指向x軸正方向
B.圖中A點(diǎn)振子的速度方向?yàn)閤軸正方向
C.在0~4 s內(nèi)振子做了1.75次全振動(dòng)
D.在0~4 s內(nèi)振子通過的路程為4 cm,位移為0

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(1)前4秒內(nèi)拉力所做的功;
(2)前8秒內(nèi)摩擦力所做的功.

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A.A、B碰撞前的總動(dòng)量為3 kg•m/s
B.碰撞時(shí)A對(duì)B所施沖量為-4 N•s
C.碰撞前后A的動(dòng)量變化為4 kg•m/s
D.碰撞中A、B兩球組成的系統(tǒng)損失的動(dòng)能為10 J

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