高考物理二轮复习专项训练模型66 交变电流模型（解析版）.doc

模型66交变电流模型

1..（2023高考湖南卷）某同学自制了一个手摇交流发电机，如图所示。大轮与小轮通过皮带传动（皮带不打滑），半径之比为SKIPIF10，小轮与线圈固定在同一转轴上。线圈是由漆包线绕制而成的边长为SKIPIF10的正方形，共SKIPIF10匝，总阻值为SKIPIF10。磁体间磁场可视为磁感应强度大小为SKIPIF10的匀强磁场。大轮以角速度SKIPIF10匀速转动，带动小轮及线圈绕转轴转动，转轴与磁场方向垂直。线圈通过导线、滑环和电刷连接一个阻值恒为SKIPIF10的灯泡。假设发电时灯泡能发光且工作在额定电压以内，下列说法正确的是（）

A.线圈转动的角速度为SKIPIF10

B.灯泡两端电压有效值为SKIPIF10

C.若用总长为原来两倍的相同漆包线重新绕制成边长仍为SKIPIF10的多匝正方形线圈，则灯泡两端电压有效值为SKIPIF10

D.若仅将小轮半径变为原来的两倍，则灯泡变得更亮

【参考答案】AC

【名师解析】根据大轮与小轮半径之比为4?1，由v=ωr可知发电机线圈转动的角速度为4ω，A正确；发电机产生的感应电动势最大值为Em1=nBL2·4ω，有效值为E1=SKIPIF10=SKIPIF10，灯泡两端电压有效值为U1=E1/2=SKIPIF10，B错误；若用总长为原来两倍的相同漆包线绕制成边长仍为L的多匝正方形线圈，则线圈电阻为2R，匝数为2n，发电机产生的感应电动势最大值为Em2=2nBL2·4ω，有效值为E2=SKIPIF10=SKIPIF10，灯泡两端电压有效值为U2=E2/3=SKIPIF10，C正确；若仅将小轮半径变为原来的两倍，则发电机转速变慢，产生的感应电动势减小，灯泡变暗，D错误。

2.（2022年6月浙江选考）风力发电已成为我国实现“双碳”目标的重要途经之一。如图所示，风力发电机是一种将风能转化为电能的装置。某风力发电机在风速为9m/s时，输出电功率为405kW，风速在5~10m/s范围内，转化效率可视为不变。该风机叶片旋转一周扫过的面积为A，空气密度为ρ，风场风速为v，并保持风正面吹向叶片。下列说法正确的是

第1

第12题图

A．该风力发电机的输出电功率与风速成正比

B．单位时间流过面积A的流动空气动能为SKIPIF10

C．若每天平均有1.0×108kW的风能资源，则每天发电量为2.4×109kW·h

D．若风场每年有5000h风速在6~10m/s的风能资源，则该发电机年发电量至少为6.0×105kW·h

【参考答案】D

【命题意图】本题考查动能、效率和流体管状模型。

【解题思路】

风力发电机是将吹进风机叶片空气的动能转化为电能，所以该风力发电机的输出电功率与风速的三次方成正比，A错误；单位时间流过面积A的流动空气动能为Ek=SKIPIF10=SKIPIF10，B错误；由于风力发电机效率一定小于1，所以若每天平均有1.0×108kW的风能资源，则每天发电量一定小于2.4×109kW·h，选项C错误；由于风力发电机的输出电功率与风速的三次方成正比，根据题述风力发电机在风速为9m/s时，输出电功率为405kW，若风场每年有5000h风速在6~10m/s的风能资源，按照最低风速6m/s计算，则风速为6m/s时，输出电功率为SKIPIF10×405kW=120kW，该发电机年发电量至少为5000h×120kW=6.0×105kW·h，选项D正确。

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1.（2023广东名校联盟大联考）如图所示，匝数为100的矩形导线圈SKIPIF10处于磁感应强度大小为SKIPIF10SKIPIF10的水平匀强磁场中，线圈的面积为SKIPIF10、电阻为SKIPIF10。线圈绕垂直于磁场的轴SKIPIF10以角速度SKIPIF10匀速转动，通过滑环与阻值为SKIPIF10的电阻R连接，V为理想交流电压表。下列说法