Question

3．利用实验室的手摇发电机产生的正弦交流电给灯泡L供电，其电路如图所示．当线圈以角速度ω匀速转动时，电压表示数为U，灯泡正常发光．已知发电机线圈的电阻为r，灯泡正常发光时的电阻为R，电压表和电流表均为理想电表，其他电阻可忽略，则（　　）

• A． 电流表示数为$\frac{U}{r}$
• B． 灯泡的额定功率为$\frac{{U}^{2}}{R+r}$
• C． 发电机的线圈中产生的电动势最大值为U（1+$\frac{r}{R}$）
• D． 从图示时刻（发电机线圈平面与磁场方向垂直）开始计时，灯泡两端电压的瞬时值表达式为u=$\sqrt{2}$Usinωt

Answer 1

分析 根据欧姆定律求得流过灯泡的电流，根据闭合电路的欧姆定律求得产生的感应电动势．并利用灯泡正常发光的电压与电流的值来构建原副线圈的电压与电流的关系

解答 解：A、根据欧姆定律可知电流表的示数为I=$\frac{U}{R}$，故A错误；
B、灯泡的额定功率为P=$\frac{{U}^{2}}{R}$，故B错误；
C、根据闭合电路的欧姆定律可知，产生的感应电动势的有效值为E=$I（R+r）=\frac{R+r}{R}U$，故产生的最大值为${E}_{m}=\sqrt{2}E=\frac{\sqrt{2}U（R+r）}{R}$，故C错误；
D、灯泡两端电压的最大值为${U}_{m}=\sqrt{2}U$，由于是从中性面开始计时，故灯泡两端电压的瞬时值表达式为u=$\sqrt{2}$Usinωt，故D正确；
故选：D

点评 掌握住理想变压器的匝数比与电流比、电压比关系公式即可快速求解，注意变压器改变电压和电流，不改变频率和功率．