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    2．如图甲，理想变压器的线圈为n1=1000匝，n2=50匝，n3=100匝，L1是“6V 4W”的灯泡，L2是8W的灯泡，电阻R=300Ω，A交流电流表，当L1正常发光时，L2也正常发光，此时AB间连入一示波器监视L1两端电压的情况（如图乙），示波器消耗的功率忽略不计．求：

    （1）交流电流表读数I1；
    （2）输入电压U的瞬时表达式；
    （3）若输入电压是由发电机直接供电，发电机的矩形线圈面积S=0.5m2，线圈有100匝，则发电机的匀强磁场磁感应强度B是多少？发电机的功率如何？若发电机效率为60%，则向发电机输入的机械功率是多少？

    分析 （1）由电压之比等于匝数之比可求得输入端电压，再由输出功率等于输入功率列式即可求得输入端电流；
    （2）R与变压器串联，根据串联电压规律可求得发电机输出的电压的有效值，由图乙可得出对应的周期，则可求得角速度；即可求出电压的表达式；
    （3）根据最大值表达式Em=NBsω可求得磁感应强度；根据功率公式可求得发电机功率；再根据能量守恒可求得发电机消耗的机械功率．

    解答 解：（1）由已知条件可知，U2=6V，则可知输入变压器电压U1=$\frac{1000}{50}×6$=120V；
    则由功率公式可知：
    120I1=4+8
    解得：I1=0.1A；
    （2）R两端的电压UR=I1R=0.1×300=30V；
    则U=UR+U1=30+120=150V；
    最大值Um=150$\sqrt{2}$v；
    由图乙可知，交流电的周期为：T=2π×10-2s
    则角速度ω=$\frac{2π}{T}$=100rad/s；
    故表达式为：e=150$\sqrt{2}$sin100t；
    （3）由最大值表达式Em=NBSω可得：
    B=$\frac{{E}_{m}}{NSω}$=$\frac{150\sqrt{2}}{100×0.5×100}$=0.03$\sqrt{2}$T；
    发电机的功率P=EI=150×0.1=15W；
    发电机输出的机械功率P机=$\frac{P}{60%}$=$\frac{15}{60%}$=25W；
    答：（1）交流电流表读数I1为0.1A；
    （2）输入电压U的瞬时表达式为e=150$\sqrt{2}$sin100t；
    （3）发电机的匀强磁场磁感应强度B是0.03$\sqrt{2}$T；发电机的功率为15W．若发电机效率为60%，则向发电机输入的机械功率是25W．

    点评 本题考查变压器原理及交流电的产生等内容，要注意掌握在计算功率及求电压表、电流表示数时，所用电压值均为有效值，要注意进行转换．

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