如图所示,N匝矩形导线框以角速度ω在磁感应强度为B的匀强磁场中绕轴OO′匀速转动,线框面积为S,线框的电阻、电感均不计,外电路接有电阻R、理想交流电流表和二极管D,二极管D具有单

问题描述:

如图所示,N匝矩形导线框以角速度ω在磁感应强度为B的匀强磁场中绕轴OO′匀速转动,线框面积为S,线框的电阻、电感均不计,外电路接有电阻R、理想交流电流表和二极管D,二极管D具有单向导电性,即正向电阻为零,反向电阻无穷大.下列说法正确的是(  )
A. 图示位置电流表的示数为0
B. R两端电压的有效值U=

ω
2
NBS
C. 一个周期内通过R的电荷量q=
2NBS
R

D. 交流电流表的示数I=
ω
2R
NBS

A、矩形闭合导线框在磁场中转动,产生的交流电的电压最大值为:
Em=NBsω
二极管具有单向导电性,一个周期中只有一半时间电路中有电流,根据电流的热效应得:

(
Em
2
)
2
R
T
2
U2
R
T
解得:U=
NBsω
2

I=
U
R
NBsω
2R

电流表的示数为有效值,所以电流表的示数为I=
ω
2R
NBS
,故AB错误,D正确;
C、一个周期中只有一半时间电路中有电流,
.
E
△Φ
△t
,I=
.
E
R
,q=It得到电量q=
.
E
△Φ
R
2NBS
R
,故C正确.
故选:CD