姓名:________ 班级:________ 学号:________ 得分:________ 二、填空题(本题共2小题,每小题8分,共16分)
11.如图9所示,单匝矩形闭合导线框abcd全部处于磁感应强度为B的水平匀强磁场中,线框面积为S,电阻为R.线框绕与cd边重合的竖直固定转轴以角速度ω匀速转动,线框中感应电流的有效值I=______.线框从中性面开始转过的过程中,通过导线横截面的电荷量q=________.
图9
12.某发电厂用2.2 kV的电压将电能输送到远处的用户,后改用22 kV的电压,在原有输电线路上输送同样的电功率.前后两种输电方式消耗在输电线上的电功率之比为________.要将2.2 kV的电压升高至22 kV,若变压器原线圈的匝数为180匝,则副线圈的匝数应该是________匝.
三、计算题(本题共4小题,共44分)
13.(10分)如图10所示,一个小型旋转电枢式交流发电机,其矩形线圈的长度为l1,宽度为l2,共有n匝,总电阻为r,与线圈两端相接触的集流环上接有一个阻值为R的定值电阻,线圈以角速度ω在磁感应强度为B的匀强磁场中绕与磁场方向垂直的对称轴OO′匀速运动,沿转轴OO′方向看去,线圈转动沿逆时针方向,t=0时刻线圈平面与磁感线垂直.
图10
(1)表示出线圈经过图示位置时通过电阻R的感应电流的方向.
(2)写出线圈转动过程中感应电动势的瞬时值表达式.
(3)求线圈从t=0位置开始到转过90°的过程中的平均电动势.
(4)求线圈从t=0位置开始到转过60°时的瞬时电流.
14.(8分)黑光灯是利用物理方法灭蛾杀虫的一种环保型设备,它发出的紫色光能够引诱害虫飞近黑光灯,然后被黑光灯周围的交流高压电网"击毙".如图11所示是高压电网的工作电路.高压电网是利用变压器将有效值为220 V的交流电压变成高压,高压电网相邻两极间距离为0.5 cm,已知空气在常温常压下的击穿电压为6 220 V/cm,为防止空气被击穿而造成短路,变压器的原、副线圈匝数比不得超过多少?
图11