Question

【題目】我們的生產和生活中離不開交變電流。

(1)如圖甲所示，KLMN是一個單匝豎直的矩形導線框，KL邊水平，線框面積為S，全部處于磁感應強度為B的水平勻強磁場中，線框繞豎直固定軸按俯視的逆時針方向以角速度ω勻速轉動。在KL邊與磁場方向夾角為（圖示位置）時：

①線框產生的瞬時電動勢的大小為____________；

②導線框中的電流方向是___________（選填“KNMLK”或“KLMNK”）；

(2)交變電流可以從發電站輸送到用戶，但輸電線的電阻不可忽略，因此在輸電線上會損失一部分功率。某發電廠利用總電阻R=100Ω的線路向外輸送電能，輸送功率P=300kW，輸電電壓U=10kV，請你求出導線上損失的功率___________；

(3)如圖乙所示電路中，L是標有“12V 12W”字樣的小燈泡，R是標有“10Ω 1A”字樣的滑動變阻器。交流電源的電壓瞬時值表達式u=28sin100πt（V）。請你通過計算說明，能否通過調節滑動變阻器使小燈泡正常工作。_________。

Answer 1

【答案】 能

【解析】

(1)[1]從垂直中性面開始計時感應電動勢的瞬時表達式為當線圈平面與垂直中性面夾角為時，即

則

[2]圖中的位置，線框的向右的磁通量增大，感應電流的磁場才方向向左，所以感應電流的方向為

(2)[3]輸電電流為

導線上損失的功率

(3)[4]電源電壓的有效值為

小燈泡正常工作時兩端電壓為12V，正常工作時電流為

此時滑動變阻器接入電路中的電阻值

小燈泡正常工作時，滑動變阻器接入電路的阻值小于其最大阻值，所以通過調節滑動變阻器使小燈泡能正常工作