Question

20．（1）如图所示，使闭合矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动，在线圈中就会产生交流电．已知磁场的磁感应强度为B，线圈abcd面积为S，线圈转动的角速度为ω．当线圈转到如图位置时，线圈中的感应电动势为0；当线圈从图示位置转过90°时，线圈中的感应电动势为BSω．
（2）某发电厂输出的功率为220kW，输出电压为11kV．若采用220kV的高压输电，那么，升压变压器（不计变压器能量损失）的原线圈和副线圈的匝数比为1：20；输电线上电流为1A．

Answer 1

分析 （1）线框位于中性面时，穿过线框的磁通量最大，磁通量的变化率为零，感应电动势为零；由法拉第电磁感应定律可以求出感应电动势．
（2）根据变压器电压和匝数之间的关系可求得匝数之比；根据功率公式P=UI可求得输电线上的电流．

解答 解：（1）当线框平面与磁场垂直时，穿过线框的磁通量变化率为零，感应电动势为零；
当线框从中性面位置转过90°，线框平面与中性面垂直，产生的感应电动势为BSω；
（2）变压器电压之比等于匝数之比；故$\frac{{n}_{1}}{{n}_{2}}$=$\frac{{U}_{1}}{{U}_{2}}$=$\frac{11KV}{220KV}$=$\frac{1}{20}$；
由P=UI可知：
输电电流I=$\frac{220KW}{220KV}$=1A；
故答案为：（1）0，BSω；（2）1：20；1．

点评 本题考查交流电的产生以及变压器原理；知道交变电流的产生过程，即可正确解题，注意中性面位置，理解法拉第电磁感应定律的内容；同时明确电压与线圈匝数之间的关系．