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高教版（2021）机械建筑类第六节 交流电及安全用电优秀综合训练题
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这是一份高教版（2021）机械建筑类第六节 交流电及安全用电优秀综合训练题，文件包含中职物理高教版机械建筑类同步练习主题六第六节交流电及安全用电精选习题原卷版docx、中职物理高教版机械建筑类同步练习主题六第六节交流电及安全用电精选习题解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共10页， 欢迎下载使用。
1．关于交流发电机和直流电动机，下列说法正确的是（ ）
A．发电机是利用磁场对电流的作用制成的，工作时把机械能转化为电能
B．电动机是利用磁场对电流的作用制成的，工作时把电能转化为机械能
C．发电机是利用电磁感应现象制成的，工作时把电能转化为机械能
D．电动机是利用电磁感应现象制成的，工作时把机械能转化为电能
【答案】B
【分析】根据题中“关于交流发电机和直流电动机”可知，本题考查发电机和电动机，根据磁场对电流作用和电磁感应的规律，运用发电机和电动机的原理、能量转化等，进行分析推断。
【详解】A．交流发电机是利用电磁感应现象原理制成的，故A错误；
B．电动机是利用磁场对电流作用的现象制成的，工作时把电能转化为机械能,故B正确；
C．发电机是把机械能转化为电能，故C错误；
D．电动机不是利用电磁感应现象原理制成的，也不是机械能转化为电能,故D错误。
故选B。
2．关于中性面的说法正确的是（ ）
A．线圈在中性面时磁通量为零B．线圈在中性面时磁通量最大
C．线圈在中性面时磁通量的变化率最大D．线圈经过中性面时电流方向不会发生变化
【答案】B
【详解】AB．中性面是指线圈平面与磁感线垂直的位置，则线圈在中性面时磁通量最大，选项A错误，B正确；
C．线圈在中性面时磁通量的变化率最小，选项C错误；
D．线圈每次经过中性面时电流方向都会发生变化，选项D错误。
故选B。
3．如图所示，边长为L的正方形线框在磁感应强度大小为B0的匀强磁场中，以周期T绕OO′轴匀速转动，从图示位置开始计时，下列说法正确的是（ ）
A．图示位置与中性面垂直B．回路中产生稳恒直流电
C．时，电流方向将发生改变D．时刻穿过线框的磁通量为0
【答案】D
【详解】A．题中图示的位置穿过线框的磁通量最大，为中性面，选项A错误；
B．回路中将产生正弦式交变电流，选项B错误；
CD．t=时，穿过线框的磁通量为零，感应电流最大，电流方向不发生改变，选项C错误、D正确。
故选D。
4．让一正弦式交变电流通过电阻R，在t时间内产生的热量为Q，将5A的直流电通过该电阻时，在2t时间内产生的热量也为Q，则交变电流的有效值和最大值分别为（ ）
A．B．
C．D．
【答案】C
【详解】设交变电流的有效值为，最大值为，交变电流通过电阻R，有，将5A的直流电通过电阻R时，有，其中，联立解得
，
则
故选C。
5．一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间的变化图象如图所示，则下列说法中，正确的是( )
A．t＝0.03 s时刻，线圈中有最大感应电动势
B．t＝0.02 s时刻，线圈中感应电流为0
C．t＝0.01 s时刻，穿过线圈平面的磁通量的变化率最小
D．t＝0时刻，线圈平面与中性面平行
【答案】A
【详解】A．t=0.03s时，线圈的磁通量最小，磁通量的变化率最大，所以线圈中有最大感应电动势，选项A正确；
B．t=0.02s时，线圈的磁通量最小，磁通量的变化率最大，所以线圈中有最大感应电动势，线圈中感应电流最大，选项B错误；
C．t=0.01s时，线圈的磁通量最小，磁通量的变化率最大，选项C错误；
D．t=0s时，线圈的磁通量最小，磁通量的变化率最大，所以线圈平面与中性面垂直，选项D错误．
故选A。
二、多选题
6．一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间的变化图像如图所示，则下列说法中，正确的是（ ）
A．t＝0时刻，线圈平面与中性面平行
B．t＝0.01s时刻，穿过线圈平面的磁通量的变化率最大
C．t＝0.02s时刻，线圈中有最大感应电动势
D．t＝0.03s时刻，线圈中有最大感应电流
【答案】BCD
【详解】A．t=0时刻，磁通量为零，线圈平面与中性面垂直，故A错误；
B．t=0.01s时刻，磁通量为零，感应电动势最大，磁通量的变化率最大，故B正确；
C．t=0.02s时刻，磁通量为零，磁通量的变化率最大，感应电动势最大，故C正确；
D．t=0.03s时刻，磁通量为零，磁通量的变化率最大，感应电动势最大，感应电流最大，故D正确。
故选BCD。
【点睛】解决本题的关键知道中性面、以及与中性面垂直面位置的特点，当线圈处于中性面时，磁通量最大，感应电动势为零，感应电流为零；当线圈处于与中性面垂直面时，磁通量为零，感应电动势最大。
7．如图为交流发电机的示意图，线圈的AB边连在金属滑环K上，CD边连在金属滑环L上，两个导体电刷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连接。关于其工作原理，下列分析正确的是（ ）
A．当线圈平面转到中性面的瞬间，穿过线圈的磁通量最大
B．当线圈平面转到中性面的瞬间，线圈中的感应电流最大
C．当线圈平面转到跟中性面垂直的瞬间，穿过线圈的磁通量最大
D．当线圈平面转到跟中性面垂直的瞬间，线圈中的感应电流最大
【答案】AD
【详解】AB．当线圈平面转到中性面的瞬间，穿过线圈的磁通量最大，磁通量变化率为零，线圈中感应电流为零，故A正确，B错误；
CD．当线圈平面转到跟中性面垂直的瞬间，穿过线圈的磁通量为零，磁通量变化率最大，线圈中的感应电流最大，故C错误，D正确。
故选AD。
三、解答题
8．在如图所示的交流发电机线圈中，如果ab边长为，bc边长为，线圈转动的角速度为，线圈匝数为n，磁感应强度为B，从图示位置开始转动，线圈电阻不计。
(1)求交变电动势的峰值；
(2)求通过电阻R的电流的瞬时值表达式。
【答案】(1)；(2)
【详解】解：(1)线圈平面与磁场方向平行时，线圈转动产生的感应电动势的峰值为
(2)线圈从垂直于中性面位置开始转动，感应电动势表达式可写为
通过电阻R的电流的瞬时值表达式为
1．关于交流发电机和直流电动机，下列说法正确的是（ ）
A．发电机是利用磁场对电流的作用制成的，工作时把机械能转化为电能
B．电动机是利用磁场对电流的作用制成的，工作时把电能转化为机械能
C．发电机是利用电磁感应现象制成的，工作时把电能转化为机械能
D．电动机是利用电磁感应现象制成的，工作时把机械能转化为电能
【答案】B
【分析】根据题中“关于交流发电机和直流电动机”可知，本题考查发电机和电动机，根据磁场对电流作用和电磁感应的规律，运用发电机和电动机的原理、能量转化等，进行分析推断。
【详解】A．交流发电机是利用电磁感应现象原理制成的，故A错误；
B．电动机是利用磁场对电流作用的现象制成的，工作时把电能转化为机械能,故B正确；
C．发电机是把机械能转化为电能，故C错误；
D．电动机不是利用电磁感应现象原理制成的，也不是机械能转化为电能,故D错误。
故选B。
2．关于中性面的说法正确的是（ ）
A．线圈在中性面时磁通量为零B．线圈在中性面时磁通量最大
C．线圈在中性面时磁通量的变化率最大D．线圈经过中性面时电流方向不会发生变化
【答案】B
【详解】AB．中性面是指线圈平面与磁感线垂直的位置，则线圈在中性面时磁通量最大，选项A错误，B正确；
C．线圈在中性面时磁通量的变化率最小，选项C错误；
D．线圈每次经过中性面时电流方向都会发生变化，选项D错误。
故选B。
3．如图所示，边长为L的正方形线框在磁感应强度大小为B0的匀强磁场中，以周期T绕OO′轴匀速转动，从图示位置开始计时，下列说法正确的是（ ）
A．图示位置与中性面垂直B．回路中产生稳恒直流电
C．时，电流方向将发生改变D．时刻穿过线框的磁通量为0
【答案】D
【详解】A．题中图示的位置穿过线框的磁通量最大，为中性面，选项A错误；
B．回路中将产生正弦式交变电流，选项B错误；
CD．t=时，穿过线框的磁通量为零，感应电流最大，电流方向不发生改变，选项C错误、D正确。
故选D。
4．让一正弦式交变电流通过电阻R，在t时间内产生的热量为Q，将5A的直流电通过该电阻时，在2t时间内产生的热量也为Q，则交变电流的有效值和最大值分别为（ ）
A．B．
C．D．
【答案】C
【详解】设交变电流的有效值为，最大值为，交变电流通过电阻R，有，将5A的直流电通过电阻R时，有，其中，联立解得
，
则
故选C。
5．一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间的变化图象如图所示，则下列说法中，正确的是( )
A．t＝0.03 s时刻，线圈中有最大感应电动势
B．t＝0.02 s时刻，线圈中感应电流为0
C．t＝0.01 s时刻，穿过线圈平面的磁通量的变化率最小
D．t＝0时刻，线圈平面与中性面平行
【答案】A
【详解】A．t=0.03s时，线圈的磁通量最小，磁通量的变化率最大，所以线圈中有最大感应电动势，选项A正确；
B．t=0.02s时，线圈的磁通量最小，磁通量的变化率最大，所以线圈中有最大感应电动势，线圈中感应电流最大，选项B错误；
C．t=0.01s时，线圈的磁通量最小，磁通量的变化率最大，选项C错误；
D．t=0s时，线圈的磁通量最小，磁通量的变化率最大，所以线圈平面与中性面垂直，选项D错误．
故选A。
二、多选题
6．一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间的变化图像如图所示，则下列说法中，正确的是（ ）
A．t＝0时刻，线圈平面与中性面平行
B．t＝0.01s时刻，穿过线圈平面的磁通量的变化率最大
C．t＝0.02s时刻，线圈中有最大感应电动势
D．t＝0.03s时刻，线圈中有最大感应电流
【答案】BCD
【详解】A．t=0时刻，磁通量为零，线圈平面与中性面垂直，故A错误；
B．t=0.01s时刻，磁通量为零，感应电动势最大，磁通量的变化率最大，故B正确；
C．t=0.02s时刻，磁通量为零，磁通量的变化率最大，感应电动势最大，故C正确；
D．t=0.03s时刻，磁通量为零，磁通量的变化率最大，感应电动势最大，感应电流最大，故D正确。
故选BCD。
【点睛】解决本题的关键知道中性面、以及与中性面垂直面位置的特点，当线圈处于中性面时，磁通量最大，感应电动势为零，感应电流为零；当线圈处于与中性面垂直面时，磁通量为零，感应电动势最大。
7．如图为交流发电机的示意图，线圈的AB边连在金属滑环K上，CD边连在金属滑环L上，两个导体电刷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连接。关于其工作原理，下列分析正确的是（ ）
A．当线圈平面转到中性面的瞬间，穿过线圈的磁通量最大
B．当线圈平面转到中性面的瞬间，线圈中的感应电流最大
C．当线圈平面转到跟中性面垂直的瞬间，穿过线圈的磁通量最大
D．当线圈平面转到跟中性面垂直的瞬间，线圈中的感应电流最大
【答案】AD
【详解】AB．当线圈平面转到中性面的瞬间，穿过线圈的磁通量最大，磁通量变化率为零，线圈中感应电流为零，故A正确，B错误；
CD．当线圈平面转到跟中性面垂直的瞬间，穿过线圈的磁通量为零，磁通量变化率最大，线圈中的感应电流最大，故C错误，D正确。
故选AD。
三、解答题
8．在如图所示的交流发电机线圈中，如果ab边长为，bc边长为，线圈转动的角速度为，线圈匝数为n，磁感应强度为B，从图示位置开始转动，线圈电阻不计。
(1)求交变电动势的峰值；
(2)求通过电阻R的电流的瞬时值表达式。
【答案】(1)；(2)
【详解】解：(1)线圈平面与磁场方向平行时，线圈转动产生的感应电动势的峰值为
(2)线圈从垂直于中性面位置开始转动，感应电动势表达式可写为
通过电阻R的电流的瞬时值表达式为
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