《交变电流》典型例题·纵深例题解析

1、纵深例题解析 能力素质 【例1】一个面积为S的矩形线圈在匀强磁场中以其一条边为轴作匀速转动，线圈中感应电动势e与时间t的关系如图所示，感应电动势最大值和周期可以由图1839中读出，则磁感应强度B_，在tT/12时刻，线圈平面与磁感应强度的夹角等于_解析：当线圈平面与磁感线方向平行时有最大感应电动势EmBSBS2/T，所以，BEmT/2S；如图知t0时有Em，当tT/12时，线圈平面与磁力线夹角t/630°(或150°)【例2】在绕制变压器时，某人误将两个线圈绕在图1840所示变压器铁芯的左右两个臂上，当通以交流电时，每个线圈产生的磁通量都只有一半通过另一个线圈，另一半通过中

2、间的臂已知线圈1、2的匝数之比N1N221，在不接负载的情况下A当线圈1输入电压220V时，线圈2输出电压为110VB当线圈1输入电压220V时，线圈2输出电压为55VC当线圈2输入电压110V时，线圈1输出电压为220VD当线圈2输入电压110V时，线圈1输出电压为110V解析：因每个线圈的磁通量只有一半通过另一线圈，即磁通量变化率也只有一半，而且N2N1/2，所以当1中输入220V电压时，在线圈2中只能输出55V，而当线圈2中输入110V时线圈1中本应输出220V，结果输出电压仍为110V选B、D 点击思维 【例3】有一交流发电机，转子是一只面积为1.41×10-2m2的矩形线圈

3、，共有20匝，总电阻是0.8匀强磁场的磁感应强度B为0.5T，线圈的转速为125/转/秒接在电路里的灯泡的规格为“24V 30W”，问灯泡能否正常发光？误解：灯泡的额定电压U24V，额定功率P30W，则灯泡电阻RU2/P19.2设发电机转子面积为S，匝数为N，转速为n，电阻为r，发电机产生的电动势为E，则ENBS×2n20×0.5×1.41×10-2×2×125/35.25(V)而灯泡上的电压为U灯ER/(Rr)33.84(V)灯泡两端电压大于灯泡的额定电压，灯会烧毁正确解法：灯泡的电阻R19.2设转子中产生的感应电动势的最大值为Em

4、，则EmNBS×2n20×0.5×1.41×10-2×2这样灯泡上的实际电压为U实ER/(Rr)24(V)灯泡电压等于实际电压，灯正常发光错因分析：日常生活中用电器上标出的额定电压是指交流电的有效值而由NBS×2n计算出来的是交流电的最大值，两者不能混淆 学科渗透 【例4】为了减少因发电站中煤的燃烧对大气的污染而大力发展水电站，三峡水利工程中某一水电站发电机组设计为：水以V13m/s的速度流入水轮机后以V21m/s的速度流出，流出水位比流入的水位低10m，水流量为Q10m3/s，水轮机效率为75%，发电机效率为80，试问：(1)发电机

5、组的输出电功率是多少？(2)三峡工程中的三峡指什么峡？(3)如果发电机输出电压为240V，用户需电压220V，输电线路中能量损失为5，输电线电阻为0.8，那么所需升降压变压器的原副线圈匝数比分别是多少？(4)发电站中煤燃烧会产生哪些对大气带来污染的气体？解析：(1)设研究的时间为t，则在这段时间里流过水轮机的水流机则发电机的功率为6.24×105W；(2)巫峡、瞿塘峡、巴陵峡所以输入端升压变压器的匝数比是N1/N2I2/I127/1615，输出端降压变压器的匝数比是N3/N4I3/I29155/216，(4)煤未完全燃烧产生的CO，煤中含硫燃烧后产生的SO2，煤中的氮元素反应后产生的

6、氮的氧化物 高考巡礼 近几年高考试题主要集中考查交流电的产生、描述交流电的物理量和变压器三部分其中，理想变压器的原理考查得最多【例5】(1997年全国)如图1841中(1)、(2)两电路，当a、b两端与e、f两端分别加上220V的交流电压时，测得c、d间与g、h间的电压均为110V若分别在c、d与g、h两端加上110V的交流电压，则a、b间与e、f间的电压分别为 A220V、220VB220V、110VC110V、110VD220V、0解析：首先要搞清楚变压器和滑动变阻器改变电压的原理a、b与c、d间的电压比，总是与它们间线圈的匝数成正比，与哪一个是原线圈无关；在e、f两端加电压时变阻器fg、eg两部分相当于串联，g、h两端电压就是fg所分担的电压，在g、h两端加电压时，变阻器连入电路中的只有gh部分，eg部分的电压等于零因此，e、f间电压应等于g、h间电压应选B【例6】(2000年全国)一小型发电机内的矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度绕垂直于磁场方向的固定轴转动线圈匝数n100，穿过每匝线圈的磁通量随时间按正弦规律变化如图1842所示，发电机内阻r5.0，外电路电阻R95已知感应电动势的最大值Emnm，其中m为穿过每匝线圈磁通量的最大值，求串联在外电路中的交流电流表(内阻不计)的读数解析：已知感应电动势的最大值Emnm，设线圈在磁场中转动的周