河南省信阳高级中学2021届高三强基36：交变电流（计算题部分）全国1卷适用

强基36：交变电流（计算题） 编写： 陈庆威 陈庆威老师推荐——自招+强基（每周一练） 【例题精选】 1．交流发电机的发电原理是矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动。一小型发电机的线圈共220匝，线圈面积S＝0．05m2，线圈转动的频率为50Hz，线圈内阻不计，磁场的磁感应强度B＝T。如果用此发电机带动两个标有“220V，11kW”的电机正常工作，需在发电机的输出端a、b与电机之间接一个理想变压器，电路如图。求： （1）发电机的输出电压为多少？ （2）变压器原副线圈的匝数比为多少？ （3）与变压器原线圈串联的交流电流表的示数为多少？ 2．有一台内阻为1 Ω的发电机，供给一个学校照明用电，如图所示，升压变压器的匝数比为1∶4，降压变压器的匝数比为4∶1，输电线的总电阻R＝4 Ω，全校共22个班，每班有“220 V,40 W”的电灯6盏，若保证电灯全部正常发光，求： (1)发电机输出功率多大？ (2)发电机电动势多大？ (3)输电效率是多少？ (4)若使用灯数减半且正常发光，发电机输出功率是否减半？ 3．如图甲所示，长、宽分别为=0.3m、=0.1m的矩形金属线框位于竖直平面内，其匝数为n=200，总电阻为r=1Ω，可绕其竖直中心轴转动，线框的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环C、D(集流环)焊接在一起，并通过电刷和阻值为2Ω的定值电阻R相连，线框所在空间有水平向右均匀分布的磁场．磁感应强度B的大小随时间t的变化关系如图乙所示，O～s时间内，线框保持静止，且线框平面和磁场垂直，s时刻以后线框在外力的驱动下开始绕其竖直中心轴以角速度ω=50πrad/s匀速转动，求(运算结果中可保留π)： (1)0～s时间内通过电阻R的电流大小； (2)线框匀速转动后，在转动一周的过程中电流通过电阻R产生的热量； (3)求在s～s时间内，通过电阻R的电荷量为多少? s时刻穿过线圈的磁通量的变化率是多大? 试卷第1页，总3页 试卷第1页，总3页 【参考答案】 1．（1）1100V （2）5:1 （3）20A 【解析】（1）根据Em＝NBSω＝1100V 得输出电压的有效值为 （2）根据得== （3）根据P入＝P出＝2．2×104W 再根据P入＝U1I1，解得I1＝20A 2．（1）5424W （2）250