Question

15．如圖所示，一個(gè)面積為S，阻值為r的矩形線圈共n匝，繞垂直勻強(qiáng)磁場(chǎng)的軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，線圈兩端分別始終與兩固定圓環(huán)K、L接觸良好且摩擦很小，兩圓環(huán)連接在電阻上，理想交流電壓表和電容器（容抗忽略不計(jì)）都與電阻并聯(lián)，現(xiàn)把K圓環(huán)接地，以下說(shuō)法正確的是（　�。�

• A． 線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周過(guò)程中，電容器兩極板所帶電量保持不變
• B． 若電容器中有一帶電的油滴，則油滴會(huì)始終處于平衡狀態(tài)
• C． 雖然K環(huán)接地，但線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中仍有時(shí)K環(huán)電勢(shì)高于L環(huán)電勢(shì)，故流經(jīng)電阻R的電流方向是變化的
• D． 線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，交流電壓表的示數(shù)為$\frac{\sqrt{2}RnBSω}{2（R+r）}$

Answer 1

分析 線框在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生正弦式交變電流，根據(jù)規(guī)律可列出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)表達(dá)式，根據(jù)電容器兩端的電壓為并聯(lián)部分的電壓，且為瞬時(shí)值即可判斷；
交流電流表測(cè)量有效值，由電動(dòng)勢(shì)的最大值、歐姆定律和有效值與最大值之間的關(guān)系求解電壓的有效值．

解答 解：A、線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生正弦式交變電流，故加在電阻兩端的電壓也為正弦式交變電壓，故電容器兩端的電壓時(shí)刻在變，由Q=CU可知，電荷量在變，故A錯(cuò)誤；
B、電容器兩極板的電性周期性的變化，故油滴不可能一直處于平衡狀態(tài)，故B錯(cuò)誤；
C、產(chǎn)生的是交變電流，故線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中仍有時(shí)K環(huán)電勢(shì)高于L環(huán)電勢(shì)，故流經(jīng)電阻R的電流方向就是變化的，故C正確；
D、電動(dòng)勢(shì)的最大值為：E_m=nBSω，故有效值為：E=$\frac{{E}_{m}}{\sqrt{2}}$；則電壓表的示數(shù)為：$U=IR=\frac{nBSω}{\sqrt{2}（R+r）}R$=$\frac{\sqrt{2}RnBSω}{2（R+r）}$．故D正確．
故選：CD

點(diǎn)評(píng) 線框在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生正弦式交變電流．而對(duì)于電表讀數(shù)由交變電的有效值來(lái)確定．