Question

20．（1）如圖所示，使閉合矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場方向的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動，在線圈中就會產(chǎn)生交流電．已知磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，線圈abcd面積為S，線圈轉(zhuǎn)動的角速度為ω．當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到如圖位置時，線圈中的感應(yīng)電動勢為0；當(dāng)線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過90°時，線圈中的感應(yīng)電動勢為BSω．
（2）某發(fā)電廠輸出的功率為220kW，輸出電壓為11kV．若采用220kV的高壓輸電，那么，升壓變壓器（不計變壓器能量損失）的原線圈和副線圈的匝數(shù)比為1：20；輸電線上電流為1A．

Answer 1

分析 （1）線框位于中性面時，穿過線框的磁通量最大，磁通量的變化率為零，感應(yīng)電動勢為零；由法拉第電磁感應(yīng)定律可以求出感應(yīng)電動勢．
（2）根據(jù)變壓器電壓和匝數(shù)之間的關(guān)系可求得匝數(shù)之比；根據(jù)功率公式P=UI可求得輸電線上的電流．

解答 解：（1）當(dāng)線框平面與磁場垂直時，穿過線框的磁通量變化率為零，感應(yīng)電動勢為零；
當(dāng)線框從中性面位置轉(zhuǎn)過90°，線框平面與中性面垂直，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為BSω；
（2）變壓器電壓之比等于匝數(shù)之比；故$\frac{{n}_{1}}{{n}_{2}}$=$\frac{{U}_{1}}{{U}_{2}}$=$\frac{11KV}{220KV}$=$\frac{1}{20}$；
由P=UI可知：
輸電電流I=$\frac{220KW}{220KV}$=1A；
故答案為：（1）0，BSω；（2）1：20；1．

點評 本題考查交流電的產(chǎn)生以及變壓器原理；知道交變電流的產(chǎn)生過程，即可正確解題，注意中性面位置，理解法拉第電磁感應(yīng)定律的內(nèi)容；同時明確電壓與線圈匝數(shù)之間的關(guān)系．