中职物理高教版（2021）电工电子类第三节 交流电及安全用电精品课时练习

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1. 如图所示的各图象中表示交变电流的是( )
A. B.
C. D.
2. 下列图像中不属于交流电的有( )
A. B.
C. D.
3. 如图所示为交流发电机的模型图，矩形线框abcd在匀强磁场中绕轴OO′逆时针匀速转动，从图示位置开始转过90°的过程中，下列说法正确的是
A. 磁通量不断增大，磁通量变化率也不断增大
B. 磁通量不断减小，磁通量变化率也不断减小
C. 电流方向为a→b→c→d，大小逐渐增大
D. 电流方向为a→d→c→b，大小逐渐减小
4.小型交流发电机的示意图如图所示，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场。线圈绕垂直于磁场的水平轴OO′沿逆时针方向以恒定的角速度匀速转动，下列说法正确的是( )
A. 图示位置的线圈位于中性面
B. 线圈经过图示位置时磁通量的变化率最大
C. 线圈每经过图示位置，交变电流的方向就会发生改变
D. 若线圈转动的角速度增大一倍，则感应电动势的有效值变为原来的2倍
5. 手摇式发电机是我们教学中常用的演示工具，如图甲所示，可以简化为图乙。一个小型旋转电枢式交流发电机的矩形线圈面积为S，匝数为n，线圈总电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中以矩形线圈中轴线为轴、以角速度ω匀速转动，产生的交流电通过M、N与外电路连接，如图乙所示，外电路电灯电阻为R，电压表为理想交流电表。在线圈由平行于磁场方向位置转过90°的过程中，下面说法正确的是( )
A. 电压表V的示数为nωBSRR+r
B. 通过灯泡的电荷量为n2BSR+r
C. 电灯中产生的焦耳热为n2B2S2πωR4(R+r)2
D. 从线圈平行于磁场方向位置开始计时，通过线圈中感应电流的瞬时值表达式为i=nωBSR+rsinωtA

6.关于交变电流和直流的说法,正确的是( )
A.如果电流大小做周期性变化,则一定是交变电流
B.直流的大小可以变化,但方向不一定变化
C.交变电流一定是按正弦规律变化的
D.交变电流的最大特征就是电流的方向发生周期性的变化
7.交流发电机在工作时电动势为e=Emsin ωt,若将发电机线圈转动的角速度提高一倍,同时将电枢所围面积减小为原来的一半,其他条件不变,则其电动势变为( )
A.e'=Emsin ωt2B.e'=2Emsin ωt2
C.e'=Emsin 2ωtD.e'=Em2sin 2ωt
8.线圈在匀强磁场中匀速转动,产生交变电流的图像如图所示,由图可知( )
A.在A和C时刻线圈处于中性面位置
B.在B和D时刻穿过线圈的磁通量为零
C.从A时刻起到D时刻,线圈转过的角度为π弧度
D.在A和C时刻磁通量变化率的绝对值最大
9.下图是交流发电机的示意图。线圈的AB边连在金属滑环K上,CD边连在滑环L上,导体做的两个电刷E、F分别压在两个滑环上,线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路的连接。下列说法正确的是( )
A.当线圈转到图甲位置时,磁通量的变化率最大
B.从图乙所示位置开始计时,线圈中电流i随时间t变化的关系是i=Imcs ωt
C.当线圈转到图丙位置时,感应电流最小
D.当线圈转到图丁位置时,流经外电路的电流方向为E→F
10.(多选)如图所示,abcd为一边长为l、匝数为N的正方形闭合线圈,绕对称轴OO'匀速转动,角速度为ω。空间中只有OO'左侧存在垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B。若闭合线圈的总电阻为R,则( )
A.线圈中电动势的最大值为22NBl2ω
B.线圈中电动势的最大值为12NBl2ω
C.在线圈转动一圈的过程中,线圈中有一半时间没有电流
D.当线圈转到图中所处的位置时,穿过线圈的磁通量为12Bl2
11.如图所示,一半径为r=10 cm的圆形线圈共100匝,在磁感应强度B=5π2 T的匀强磁场中,绕垂直于磁场方向的中心轴线OO'以ω=20π rad/s的角速度匀速转动,当线圈转至中性面位置(图中位置)时开始计时。
(1)写出线圈内所产生的交流电动势的瞬时值表达式。
(2)求线圈从图示位置开始在160 s时的电动势的瞬时值。
12.如图所示,匀强磁场的磁感应强度为B=0.50 T,矩形线圈的匝数N=100,边长lab=0.20 m,lbc=0.10 m,以100π rad/s的角速度匀速转动,从线圈平面通过中性面时开始计时。
(1)求交流电动势的瞬时值表达式。
(2)若线圈总电阻为2 Ω,线圈外接电阻为8 Ω,写出交变电流的瞬时值表达式。