《电工基础》电磁基础（2）（讲义）重庆市电子技术类 考点讲练测

编写说明：《电子技术类专业考点讲练测》专辑，是依据重庆市高等职业教育分类考试专业综合理论测试电子技术类考试说明编写的。紧密围绕电子技术类专业考纲所涉及的三门高考课程的13个考点，精心编撰了33套讲练测。每套讲练测的内容均涵盖考点解读、思维导图、知识梳理、师生互动、概念强化题、高考真题或高考模拟题、课堂练习、课堂小结以及课后测验等九个环节。 本讲属于《电子技术类专业考点讲练测》的第7套，包含讲义、课件以及测验这三个教学文件，且与之配套使用的还有重庆市《电子技术类考纲百套卷》。欢迎各位老师下载使用，并敬请给予宝贵建议。 重庆市《电子技术类专业考点讲练测》第7套 【电工基础】 电磁基础（2） 讲义 [考纲要求] 1.理解电磁感应现象及其产生条件，会用楞次定律判断感应电动势、感应电流的方向。 2.掌握导体切割磁感线时感应电动势的方向判断并求解其大小。 3.理解线圈的储能公式。 [思维导图] [知识梳理] 1、 电磁感应现象：利用磁场产生电流的现象称为电磁感应现象。 二、产生感应电流的条件 1.导体做切割磁感线运动产生感应电动势，若导体是闭合电路一部分，可产生感应电流。 2.通过闭合电路的磁通量发生变化可产生感应电流，引起磁通量发生变化的原因有两方面，即闭合电路面积S或磁感应强度B 的变化。 三、感应电动势(电流)方向的判断 1.右手定则：伸开右手，拇指与其余四指垂直且都在一个平面内，让磁感线垂直穿过手心，拇指指向导体运动方向，其余四指所指的方向就是感应电动势(感应电流)的方向。判断方法如图1所示。 图1 2.楞次定律 (1)内容：感应电流产生的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。 (2)判断感应电流方向的步骤(如图2所示) ①判断原磁场的方向及变化趋势； ②根据楞次定律判断感应磁场的方向； ③根据感应磁场由安培定则判断感应电动势或感应电流的方向。 图2 四、感应电动势(电流)方向的判断 1. 导体切割磁感线产生的感应电动势：E=BLVsinα, 式中各量均采用国际单位：B为特(T);L 为米(m); V为米/秒(m/s),E为伏(V);α为磁场、导体、速度间的夹角。 2.法拉第电磁感应定律 (1)内容：线圈中感应电动势的大小与线圈中磁通量的变化率成正比。 (2)公式： 式中：“”为穿过线圈的磁通量的变化率，单位为Wb/s;N 是线圈的匝数。 3.电磁感应定律的一般表达式： 式中：“-”反映了楞次定律的内容，并不表示计算出感应电动势的值一定小于零。 [师生互动] 1.闭合电路的一部分（ ）做切割磁感线运动时，或穿过闭合电路的（ ）发生变化时，闭合电路中就有感应电流产生。 【答案】导体 磁通 2.当穿过线圈的磁通发生（ ）时，线圈中就会产生（ ）电动势；当穿过闭合线圈的磁通发生 时，线圈中一定出现（ ） 【答案】变化 感应 变化 感应电流 3.法拉第电磁感应定律指出，电路中感应电动势的大小与穿过这个回路的（ ）成正比。 【答案】磁通变化率 4.导体切割磁感线时一定会产生感应电流。（ ） 【答案】× 5.右手定则就是右手螺旋定则。（ ） 【答案】× 6.磁通变化是产生感应电流的必要条件之一。（ ） 【答案】√ 7.感应电流产生的磁场方向总和原磁场方向相反。 【答案】× [概念强化题] 1.如图所示，当滑动变阻器R 的滑片P 向右移动时，流过电阻R′的电流方向是( ) 【答案】a→b 2.如图所示，不闭合的螺线管中放有一根条形磁铁，当磁铁向右抽出时，A 点电势比B点电势( );当磁铁从左边抽出时，A点电势B点电势( ) 【答案】高 高 3.如图所示，L 为水平放置的环形导体，L₂为沿垂直方向通过L₁圆心的通电长直导线。当通过L₂中的电流增大时，L₁中的感应电流大小( )(选填“为零”或“不为零”) 【答案】为零 4.如果在1s 内，通过1匝线圈的磁通变化量是1 Wb, 则单匝回路中的感应电动势为( ) V。 若线圈共20匝，则1 s 内磁链变化量为( )Wb, 线圈的感应电动势为( ) V。 【答案】1 20 20 5.线圈的电感是由线圈本身的特性决定的，它与线圈的 ( )及介质的 ( )有关。 【答案】几何形状 匝数多少 横截面积 磁导率 6..当电感中的电流不随时间变化时，电感两端的电压为( ) 【答案】零 7.关于感应电流，下列说法中正确的是 ( ) A.只要闭合电路内有磁通，闭合电路中就有感应电流产生 B.穿过螺线管的磁通发生变化时，螺线管内部一定有感应电流产生 C.线圈不闭合时，即使穿过线圈的磁通发生变化，线圈中也没有感应电流 D.只要电路的一部分做切割磁感线运动，电路中就一定有感应电流 【答案】C 8.在电磁感应现象中，下列哪种情况一定能产生感应电流?( ) A.导体相对磁场运动 B.导体做切割磁感线运动 C.闭合电路在磁场内做切割磁感线运动 D. 穿过闭合电路的磁通发生变化 【答案】D 9.如图所示的电路，直导体ab、cd放在两根水平放置的光滑导轨EF 和 GH上，它们与导轨接触良好。 当ab 向左运动时，cd将( ) A.向右运动 B. 向左运动 C.不动 D. 运动方向无法确定 【答案】B [高考模拟/真题] 一、单选题 1.当穿过线圈的磁通发生变化时，线圈两端感应电动势的大小与之成正比的是( ) A. 磁通 B. 磁通变化率 C. 磁感应强度 D. 磁通变化量 【答案】B 2.下列电器设备中，利用电磁感应原理工作的为( ) A. 交流接触器 B. 电烙铁 C. 发电机 D. 照相机闪光灯 【答案】C 3.判断感应电流产生的磁场方向应采用 ( ) A. 左手定则 B. 安培定则 C. 右手定则 D. 欧姆定律 【答案】B 4.根据穿过线圈的磁通变化率，计算感应电动势大小的定律是( ) A. 欧姆定律 B. 楞次定律 C. 基尔霍夫定律 D.法拉第电磁感应定律 【答案】D 二、简答题 5.一装有手柄的马蹄形磁铁，旋转方向如图所示，内有一闭合线圈abcd。试问：(1)请指出线圈ab 边的感应电流方向；(2)请指出线圈cd 边的转动方向。 【答案】(1)b到a（2）向里 6.如图所示的导体CD 在平滑金属导轨上向右匀速移动，请在图中标出：(1)导体中产生的感应电流方向；(2)铁心两端产生的磁极极性；(3)通电导体GH 所受力的方向。 【答案】（1）C到D（2）上S下N（3）向右 7.如图所示，当条形磁铁向下移动时，试问：(1)AB 端的感应电动势极性。(2)CD 段的感应电流方向及CD 的受力方向。 【答案】B为“-”，A为“+”，电流由D流向C，受力垂直于直面向里 8.如图所示闭合回路，当条形磁铁突然向左抽出时。试分析说明：(1)检流计G 的指针偏 转方向；(2)金属导体ab 受安培力的方向。 【答案】（1）向左（2）向右 9.如图所示，线圈abcd从左向右穿过匀强磁场B, 请问：(1)线圈abcd进入磁场的过程中，感应电流的方向如何?(2)线圈完全进入磁场中，有无感应电流?(3)线圈移出磁场的过程中，a 、b 端 电动势极性及ab 受力方向? 【答案】（1）逆时针方向 （2） 无感应电流 （3） a为“+”b为“-”，受力方向水平向左 10.如图所示，处于磁场中的水平金属导轨，通过滑动变阻器Rp与矩形导线框相连，导线框MNO与矩形导线框处于同一平面，若金属棒CD 和滑动变阻器Rp 的滑臂均向右匀速滑动，请回答：(1)金属棒CD 产生的感应电动势方向。(2)导通MN 产生的感应电流方向。(3)导体NO 的受力方向。 【答案】（1）由C到D (2) 逆时针方向 (3) 向下 [课堂练习] 一、填空题 1.如图所示的电路，当开关S 闭合瞬间，伏特表反偏，则L、L₂的同名端是（ ）。 【答案】a、d(或b、c) 2.如图所示，半径为r的n 匝线圈在边长为l的正方形abcd之外，匀强磁场充满正方形区域并垂直穿过该区域，当磁场以的变化率变化时，线圈产生的感应电动势大小为（ ）。 【答案】 3 .如图所示，将条形磁铁插入闭合线圈，若第一次迅速插入线圈中用时0.2 s,第二次缓慢插入线圈中用时1 s, 则第一次和第二次插入时线圈中通过的电荷量之比是（ ）,线圈中产生的热量之比是（ ） 【答案】1:1 5:1 4.如图所示，平行导轨间的距离为d,一端跨接一个电阻R, 匀强磁场的磁感应强度为B, 方向垂直于平 行导轨所在平面。一根足够长的金属棒与导轨成θ角放置，金属棒与导轨的电阻不计，当金属棒沿垂直于棒 的方向以速度v 滑行时，通过电阻R的电流为（ ） 【答案】 2、 选择题 5.如图所示，矩形线圈垂直放置在匀强磁场中，线圈匀速切割磁感线，运动过程中线圈不穿出磁场，不发生形变，则下列说法正确的是（ ） A.电流表无读数，a、b间有电位差，电压表无读数 B.电流表有读数，a、b间有电位差，电压表有读数 C.电流表无读数，a、b间无电位差，电压表无读数 D.电流表无读数，a、b间有电位差，电压表有读数 【答案】A 6.如图所示，一匀强磁场的方向垂直纸面向里。一根金属棒ab 在轨道CDEF上向左无摩擦地匀速滑动，则（ ） A.b 端电势高，a 端电势低 B.a 端电势高，b 端电势低 C.a 端电势和b 端电势相等 D.不能判断a、b两端电势高低 【答案】A 7.在如图所示的电路中，长度为l 的直导体ab在匀强磁场B 中以速度v 切割磁感线，则a、b间的电压为（ ） A. U=Blv B. U=-Blv C. U=Blvsinθ D. U=-Blvsinθ 【答案】D 8.在自感现象中，自感电动势的大小与（ ）成正比 A. 通过线圈的原电流 B.通过线圈的原电流的变化 C. 通过线圈的原电流的变化量 D.通过线圈的原电流的变化率 【答案】D 9.如图所示的电路，电灯A、B相同，电感线圈内阻不计，则下列说法正确的是（ ） A.开关S 闭合，电灯A 逐渐变亮，电灯B 立即亮 B.开 关S 闭合，电灯A 立即亮，逐渐变暗，最后熄灭，电灯B 立即亮 C.开 关S 闭合，电灯A 立即亮，逐渐变暗，最后熄灭，电灯B 逐渐变亮 D.开关S 断开，电灯A、B同时熄灭 【答案】C 10.如图所示为用实验方法测定互感线圈同名端的电路，已知电流表的极性为上“+”下“-”。若开关闭合瞬间，直流电流表的指针向正刻度方向偏转，则（ ）为同名端。 A.1与 3 B.1与 4 C.2 与 3 D.1 与 2 【答案】A 3、 简答题 11.金属框abcd 在匀强磁场中摆动，磁场方向垂直纸面向外，如图所示。 (1)判断金属框从右向左摆动过程中分别在位置 I、Ⅱ、Ⅲ时是否产生感应电流?如有，则指出感应电 流的方向。 (2)金属框在摆动过程中振幅将怎样变化?为什么? 【答案】(1)由楞次定律可知，金属框在位置I 时的感应电流方向为abeda,在位置Ⅱ时无感应电流，在位置Ⅲ时的感应 电流方向为adcba。 (2)金属框在摆动过程中要受到安培力的阻碍作用，由能量守恒定律可知，金属框的振幅将逐渐减小。 12.如图所示的电路，分析下列各种情况下线圈中的感应电动势的方向 (1)开关S闭合瞬间； (2)开关S 合上足够长的时间； (3)开关S 断开瞬间。 【答案】自感电动势总是阻碍原电流的变化，即：原电流增大时，自感电动势与原电流方向相反；原电流减小时，自感电动 势与原电流方向相同。 (1)当开关S 闭合瞬间，电路中电流由零开始增大，则自感电动势的方向应为左正右负。 (2)当开关S 合上足够长的时间，由于电源为直流电源，此时，电路中的电流趋于恒定，电感中没有变化的电流，也没有自感电动势。 (3)当开关S断开瞬间，线圈上外加的电源电压突然失去，线圈电流开始减小，线圈产生自感电动势以阻止电流的减小，因此，自感电动势的方向是左负右正。 4、 计算题 13.如图所示，一矩形线圈的匝数N=500, 长度为20 cm, 宽度为10 cm, 以w=1200 rad/s的角速度绕线圈的中心轴00′在磁感应强度B=9×10-2T 的匀强磁场中旋转。在线圈由其平面与磁感线垂直转到其平面与磁感线平行期间，求： (1)线圈中的平均电动势； (2)线圈中的最大电动势。 【答案】(1)根据题意可知，线圈转动过程中磁通的变化量为 △φ=BS=9×10-²×0.2×0.1Wb =1.8×10-3Wb, 经过的时间 Δt≈1.31×10-3s 则平均感应电动势 E=687V (2)根据题意可知，线圈中的感应电动势最大时，线圈中的磁通变化率最大，即当线圈平面恰好与磁感线平行的瞬间线圈中的感应电动势最大，有 EMAX =500×9×10-2×0.2×0.1×1200V=1080V。 【课堂小结】 1. 电磁感应现象及其产生条件 2. 楞次定律判断感应电动势、感应电流的方向 3. 法拉第电磁定律 4. 导体切割磁感线时感应电动势的方向判断并求解其大小 5. 线圈的储能公式 6 学科网（北京）股份有限公司 $$