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,高中三年级,物理试题,交变电流的最大值、有效值、瞬时值和平均值考点,变压器电压、电流、电功率与匝数的关系考点,好技网

计算题
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。为用此发电机所发出交流电带动两个标有“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？

本题信息：2011年专项题物理计算题难度较难来源:马凤霞
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本试题 “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...” 主要考查您对
交变电流的最大值、有效值、瞬时值和平均值

变压器电压、电流、电功率与匝数的关系
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交变电流的最大值、有效值、瞬时值和平均值
变压器电压、电流、电功率与匝数的关系

交变电流的物理量：

峰值（最大值）	概念	峰值是指最大的瞬时值，通常用表示
	获得方法	最大值可由图像获得，可由瞬时值表达式i 获得，也可通过关系式来计算
	应用环境	当考虑某些电学元件(电容器、晶体管等) 的击穿电压(耐压值)时，指的是交变电流的最大值
有效值	概念	有效值是根据电流的热效应定义的一个等效概念：让交变电流与恒定电流分别通过大小相同的电阻，如果它们在一个周期内产生的热量相等，而这个恒定电流是I、电压是U，我们就把I、U叫做这个交流电的有效值。有效值通常用大写字母I、U、E表示
	获得方法	对于正弦式交变电流有：对于非正弦式交变电流，可利用有效值的定义来计算其有效值对纯电阻电路以下各式仍成立
	应用环境	当计算某时间内的功率、产生的热量、电流做的功等问题时需使用有效值
	备注	①提到交变电流，在没有特别说明时都是指有效值。 ②交流电气设备上，标出的额定电压、额定电流都是有效值。 ③交流电表显示的示数是有效值。 ④计算电功、电热时需用有效值。 ⑤保险丝的熔断电流是指有效值。 ⑥在半个周期的整数倍时间内有最大值，最大值等于有效值的倍。 ⑦四分之一周期内峰值等于有效值√2倍的条件是计时起点对应的瞬时值为零或峰值。 ⑧小于四分之一周期内有效值不等于峰值的
平均值	概念	交变电流的电学量对时间的平均，通常用符号表示
	获得方法	对于纯电阻电路：
	应用环境	在计算某段时间内通过导体横截面的电荷量时需用平均值

知识拓展：

1．交变电流的平均值和最大值的联系闭合线圈绕垂直于匀强磁场的转动轴匀速转动时，可产生正、余弦交变电流，以电动势为例，二者联系如下表所示：

2. 几种典型电流的有效性：

3. 中性面：

变压器电压,电流,电功率与匝数的关系:

1、理想变压器中的几个关系
①电压关系
在同一铁芯上只有一组副线圈时：；有几组副线圈时：
②功率关系
对于理想变压器不考虑能量损失，总有P_入=P_出
③电流关系
由功率关系，当只有一组副线圈时，I₁U₁=I₂U₂，得；当有多组副线圈时：I₁U₁=_I2U₂+I₃U₃+……，得I₁n₁=I₂n₂+I₃n₃+……
2、变压器的题型分析
①在同一铁芯上磁通量的变化率处处相同；
②电阻和原线圈串联时，电阻与原线圈上的电压分配遵循串联电路的分压原理；
③理想变压器的输入功率等于输出功率。
3、解决变压器问题的常用方法
①思路1：电压思路。变压器原、副线圈的电压之比为U₁/U₂=n₁/n₂；当变压器有多个副绕组时U₁/n₁=U₂/n₂=U₃/n₃=……
②思路2：功率思路。理想变压器的输入、输出功率为P_入=P_出，即P₁=P₂；当变压器有多个副绕组时P₁=P₂+P₃+……
③思路3：电流思路。由I=P/U知，对只有一个副绕组的变压器有I₁/I₂=n₂/n₁；当变压器有多个副绕组时n₁I₁=n₂I₂+n₃I₃+……
④思路4：（变压器动态问题）制约思路。
Ⅰ、电压制约：当变压器原、副线圈的匝数比（n₁/n₂）一定时，输出电压U₂由输入电压决定，即U₂=n₂U₁/n₁，可简述为“原制约副”；
Ⅱ、电流制约：当变压器原、副线圈的匝数比（n₁/n₂）一定，且输入电压U₁确定时，原线圈中的电流I₁由副线圈中的输出电流I₂决定，即I₁=n₂I₂/n₁，可简述为“副制约原”；
Ⅲ、负载制约：⑴变压器副线圈中的功率P₂由用户负载决定，P₂=P_负1+P_负2+…；⑵变压器副线圈中的电流I₂由用户负载及电压U₂确定，I₂=P₂/U₂；⑶总功率P_总=P_线+P₂；
动态分析问题的思路程序可表示为：
⑤思路5：原理思路。变压器原线圈中磁通量发生变化，铁芯中ΔΦ/Δt相等；当遇到“”型变压器时有ΔΦ₁/Δt=ΔΦ₂/Δt+ΔΦ₃/Δt，此式适用于交流电或电压（电流）变化的直流电，但不适用于稳压或恒定电流的情况。

利用制约关系处理变压器的动态问题:

所谓变压器的动态问题，指的就是电路中某一部分或某一物理量的变化，引起电路其他部分或其他物理量的变化情况。理想变压器的动态问题大致有两种情况：一是负载电阻不变，原、副线圈的电压，电流，输入和输出功率随匝数比的变化而变化的情况；二是匝数比不变，电流和功率随负载电阻的变化而变化的情况。不论哪种情况，处理这类问题的关键在于分清变量和不变量，弄清楚“谁决定谁”的制约关系。
理想变压器的制约关系如下(一原一副情况)：
(1)电压制约
当变压器原、副线圈的匝数比一定时，输出电压由输入电压决定，即，可简述为“电压原制约电压副”。

(2)电流制约
当变压器原、副线圈的匝数比一定，且输入电压确定时，原线圈中的电流由副线圈中的输出电流决定，即,可简述为“电流副制约电流原”。

(3)功率制约
输出功率P2决定输入功率P1。理想变压器的输入功率P1等于输出功率P2。在输入电压U1、输出电压U2一定的条件下，当负载电阻R减小时，增大，输出功率增大，则输入功率也随之增大；反之，当负载电阻R增大时，减小，输出功率减小，则输入功率也随之减小。通俗地说就是“用多少，给多少，而不是给多少，用多少”。

理想变压器中相关物理量间的制约关系的分析程序可表示为：