Question

9．如圖所示，面積為0.02m²、內(nèi)阻不計(jì)的100匝矩形線圈ABCD，繞垂直于磁場的軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為100rad/s，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為$\frac{\sqrt{2}}{2}$T．矩形線圈通過滑環(huán)與理想變壓器相連，觸頭P可移動(dòng)，副線圈所接電阻R=50Ω，電表均為理想交流電表．當(dāng)線圈平面與磁場方向平行時(shí)開始計(jì)時(shí)．下列說法正確的是（　�。�

• A． 線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢的表達(dá)式為e=100cos（100t）V
• B． P上移時(shí)，電流表示數(shù)減小
• C． t=0時(shí)，電壓表示數(shù)為100$\sqrt{2}$V
• D． 當(dāng)原、副線圈匝數(shù)比為2：1時(shí)，電阻上消耗的功率為50W

Answer 1

分析 根據(jù)線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢E_m=BSω，結(jié)合開始計(jì)時(shí)位置，即可確定瞬時(shí)表達(dá)式，再由電壓與匝數(shù)成正比，電流與匝數(shù)成反比，變壓器的輸入功率和輸出功率相等，并知道電表是交流電的有效值，逐項(xiàng)分析即可得出結(jié)論．

解答 解：A、矩形閉合導(dǎo)線框ABCD在磁場中轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的交流電的最大值為：
E_m=nBsω=100×$\frac{\sqrt{2}}{2}$×0.02×100=100$\sqrt{2}$V，線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢的表達(dá)式為e=100$\sqrt{2}$cos（100t）V，故A錯(cuò)誤；
B、P上移時(shí)，原線圈的匝數(shù)減小，則導(dǎo)致副線圈電壓增大，那么副線圈電流也增大，則原線圈的電流會增大，故B錯(cuò)誤；
C、由于最大值為有效值的$\sqrt{2}$倍，所以交流電的有效值為U=100V，當(dāng)t=0時(shí)，電壓表示數(shù)為100V，故C錯(cuò)誤；
D、當(dāng)原、副線圈匝數(shù)比為2：1時(shí)，電阻上消耗的功率為P=$\frac{{U}^{2}}{R}$=$\frac{5{0}^{2}}{50}$W=50W，故D正確；
故選：D．

點(diǎn)評 掌握住理想變壓器的電壓、電流及功率之間的關(guān)系，掌握感應(yīng)電動(dòng)勢最大值的求法，理解有效值與最大值的關(guān)系．