《汽车电工电子基础》电磁感应（2）（举一反三考点练）讲义

举一反三考点练 《汽车电工电子基础》电磁感应（2） -讲义 1.理解自感现象和互感现象，了解自感系数和互感系数的概念。 2.掌握互感线圈同名端的判断，了解互感线圈同名端的串联。 知识点一 自感 一、自感现象 当通过线圈的电流发生变化时，它所产生的磁场也要发生变化，通过线圈本身的磁通也在变化，线圈本身要产生感应电动势，这个电动势总是阻碍线圈中原来电流的变化。像这种因通过线圈的电流的变化而在线圈自身引起电磁感应的现象，叫作自感现象。在自感现象中产生的电动势称为自感电动势，产生的电流称为自感电流。 二、自感系数（电感） 为了表示各个线圈产生自感磁链的能力，将线圈的自感磁链与电流I的比值称为线圈的自感系数（或称自感量），简称电感，用L表示，即 电感表示一个线圈通过单位电流所产生的磁链，单位是H（亨利），常用的单位还有mH（毫亨）、μH（微亨）， 。 电感的大小与线圈本身的特性有关，即与线圈的尺寸、匝数和介质的磁导率有关。有 三、自感电动势 自感电动势用表示，公式为 由公式可知，自感电动势的大小正比于电流的变化率，负号表示自感电动势总是阻碍原电流的变化，体现了楞次定律，具体的正负值由参考方向决定。 通过线圈中的电流增加时，自感电动势方向与电流方向相反；通过线圈中的电流减小时，自感电动势方向与电流方向相同。 两个不同的线圈，线圈 1 的匝数比线圈 2 多，其他条件相同，它们的自感系数大小关系是（ ） A. 线圈 1 的自感系数小于线圈 2 B. 线圈 1 的自感系数等于线圈 2 C. 线圈 1 的自感系数大于线圈 2 D. 无法确定 【答案】C 【解析】因为电感的大小与线圈的匝数有关，匝数越多自感系数越大，线圈 1 匝数比线圈 2 多，其他条件相同，所以线圈 1 的自感系数大于线圈 2，C 选项正确。 1. 关于自感现象，下列说法错误的是（ ） A. 自感现象是电磁感应现象的一种 B. 只有闭合电路才会产生自感现象 C. 自感现象中，感应电流的磁场总是与原磁场方向相反 D. 自感现象会在电流变化时发生 【答案】C 【解析】自感现象属于电磁感应现象，A 选项正确；产生感应电流需闭合电路，自感电流也如此，所以只有闭合电路才会产生自感现象，B 选项正确；当原电流减小时，感应电流的磁场与原磁场方向相同，并非总是相反，C 选项错误；自感现象是因通过线圈的电流变化产生的，D 选项正确。 2. 下列因素中，不会影响线圈自感系数的是（ ） A. 线圈的横截面积 B. 线圈所在处的温度 C. 线圈的匝数 D. 线圈内的介质 【答案】B 【解析】文中提到电感（自感系数）的大小与线圈的尺寸、匝数和介质的磁导率有关，线圈的横截面积属于尺寸范畴，A、C、D 选项都会影响自感系数。而文中未提及温度对自感系数有影响，B 选项符合题意。 3. 当线圈中的电流稳定不变时，线圈的自感电动势（ ） A. 不为零且为定值 B. 不断增大 C. 不断减小 D. 为零 【答案】D 【解析】自感电动势公式为，电流稳定不变时，，所以自感电动势为零，D 选项正确。 1. 若两个线圈的自感系数之比为 2:1，当通过它们的电流变化率相同时，它们产生的自感电动势之比为（ ） A. 1:2 B. 2:1 C. 1:1 D. 4:1 【答案】B 【解析】由自感电动势公式，电流变化率相同，自感电动势与自感系数成正比，已知自感系数之比为 2:1，所以自感电动势之比也为 2:1，B 选项正确。 2. 把一个小线圈插入一个大线圈中，保持它们的匝数和电流变化情况相同，大线圈产生的自感电动势与小线圈产生的自感电动势相比（ ） A. B. C. D. 无法确定 【答案】A 【解析】因为大线圈尺寸比小线圈大，在匝数相同情况下，大线圈自感系数大。又根据，匝数和电流变化情况相同，自感系数大的产生的自感电动势大，所以，A 选项正确。 3. 有两个线圈，线圈 C 的介质磁导率是线圈 D 的 2 倍，其他条件（尺寸、匝数等）完全相同，当通过它们的电流以相同速率增加时，线圈 C 产生的自感电动势与线圈 D 产生的自感电动势之比为（ ） A. 1:2 B. 2:1 C. 1:1 D. 4:1 【答案】B 【解析】自感系数（其他条件相同，仅介质磁导率不同），线圈 C 的介质磁导率是线圈 D 的 2 倍，则线圈 C 的自感系数是线圈 D 的 2 倍。再根据，电流变化速率相同，自感电动势与自感系数成正比，所以，B 选项正确。 · 自感是线圈电流变化引发自身电磁感应的现象，产生自感电动势和电流。自感系数（电感），大小由线圈尺寸、匝数、介质磁导率决定，单位有H等。自感电动势，阻碍原电流变化 。 知识点二 互感 一、互感现象 互感现象是指一个线圈中的电流变化而使另一个线圈产生感应电动势的现象。互感现象产生的电动势称为互感电动势,用符号示。 二、互感电动势的大小 图 1- 1 互感电路 在图1-1中当开关SA闭合时,线圈1中产生磁通,这个变化的磁通中有一部分要通过线圈2,则线圈2中产生的互感电动势的大小为 上式说明,互感电动势的大小与互感磁通量的变化率以及线圈2的匝数成正比。 三、同名端 互感线圈由电流变化所产生的自感与互感电动势极性始终保持一致的端点称为同名端。如果已知线圈的绕法，可以运用楞次定律直接判断同名端；如果线圈的具体绕法无法知道，可以用实验的方法来判断。 1. 互感线圈中，由电流变化所产生的自感与互感电动势极性始终保持一致的端点称为（ ） A. 异名端 B. 同名端 C. 感应端 D. 变化端 【答案】B 【解析】互感线圈由电流变化所产生的自感与互感电动势极性始终保持一致的端点称为同名端，B 选项正确。A、C、D 选项都不是该定义的正确表述。 1. 互感现象是指（ ） A. 一个线圈中的电流变化使自身产生感应电动势的现象 B. 一个线圈中的电流变化使另一个线圈产生感应电动势的现象 C. 两个线圈中的电流同时变化的现象 D. 两个线圈之间的磁场相互作用的现象 【答案】B 【解析】互感现象是指一个线圈中的电流变化而使另一个线圈产生感应电动势的现象，B 选项正确。A 选项描述的是自感现象；C 选项没有体现出互感现象中电流变化与产生感应电动势的关系；D 选项表述不准确，没有突出电流变化导致另一个线圈产生感应电动势这一关键，所以 A、C、D 选项错误。 2. 关于互感电动势的大小，下列说法正确的是（ ） A. 只与第一个线圈的电流大小有关 B. 与互感磁通量的变化率无关 C. 与线圈 2 的匝数成正比 D. 与两个线圈之间的距离无关 【答案】C 【解析】互感电动势的大小与互感磁通量的变化率以及线圈 2 的匝数成正比，C 选项正确。互感电动势与第一个线圈的电流变化情况有关，而非电流大小，A 选项错误；它与互感磁通量的变化率密切相关，B 选项错误；两个线圈之间的距离会影响互感磁通量，从而影响互感电动势，D 选项错误。 3. 在互感现象中，若开关闭合瞬间，线圈 1 中电流迅速增大，那么线圈 2 中（ ） A. 一定不会产生互感电动势 B. 会产生互感电动势，且大小不变 C. 会产生互感电动势，且大小与线圈 1 电流增大的快慢有关 D. 会产生互感电动势，但只与线圈 2 的匝数有关 【答案】C 【解析】因为互感现象中，一个线圈电流变化会使另一个线圈产生互感电动势，且互感电动势大小与互感磁通量的变化率有关，而线圈 1 电流增大的快慢决定了互感磁通量的变化率，所以线圈 2 会产生互感电动势，且大小与线圈 1 电流增大的快慢有关，C 选项正确。A 选项不符合互感现象原理；互感电动势大小是变化的，B 选项错误；不仅与线圈 2 匝数有关，还与互感磁通量变化率等有关，D 选项错误。 1. 有两个互感线圈，线圈 A 和线圈 B，当线圈 A 中电流变化使得通过线圈 B 的互感磁通量变化率变为原来的 2 倍，线圈 B 匝数不变时，线圈 B 中产生的互感电动势将（ ） A. 变为原来的 2 倍 B. 变为原来的一半 C. 不变 D. 变为原来的 4 倍 【答案】A 【解析】由互感电动势公式可知，在匝数不变时，互感电动势与互感磁通量的变化率成正比。当互感磁通量变化率变为原来的 2 倍时，互感电动势也变为原来的 2 倍，A 选项正确。 2. 两个互感线圈，线圈 M 和线圈 N，它们之间的距离减小，其他条件不变，此时线圈 N 中产生的互感电动势（假设线圈 M 电流有变化）（ ） A. 一定减小 B. 一定增大 C. 一定不变 D. 可能增大也可能减小 【答案】B 【解析】两个互感线圈距离减小，它们之间的磁耦合增强，在相同的线圈 M 电流变化情况下，通过线圈 N 的互感磁通量变化率会增大。再根据互感电动势公式，匝数不变，互感磁通量变化率增大，所以线圈 N 中产生的互感电动势一定增大，B 选项正确。 3. 有三个线圈 P、Q、R，线圈 P 和 Q 构成互感电路，线圈 Q 和 R 也构成互感电路。当线圈 P 中电流快速变化时，关于线圈 R 的情况，下列说法正确的是（ ） A. 线圈 R 一定不会产生互感电动势 B. 线圈 R 一定会产生互感电动势，且大小只与线圈 Q 的匝数有关 C. 线圈 R 可能会产生互感电动势，因为线圈 P 电流变化可能通过线圈 Q 影响到线圈 R 的磁通量 D. 线圈 R 一定会产生互感电动势，且大小与三个线圈的匝数都有关 【答案】C 【解析】因为线圈 P 和 Q 构成互感电路，线圈 Q 和 R 构成互感电路，当线圈 P 中电流快速变化时，会使线圈 Q 产生互感电动势和变化的磁场。这个变化的磁场有可能影响到线圈 R 的磁通量，若线圈 R 的磁通量发生变化，就会产生互感电动势，所以线圈 R 可能会产生互感电动势。而其是否产生以及大小与多个因素有关，不仅仅取决于线圈 Q 的匝数，也不是一定与三个线圈匝数都有关，C 选项正确，A、B、D 选项错误。 · 互感是指一个线圈电流变化，使另一个线圈产生感应电动势的现象，产生的电动势称互感电动势，用表示。其大小，与互感磁通量变化率和线圈 2 匝数成正比。互感线圈中，自感与互感电动势极性始终一致的端点为同名端，已知绕法可用楞次定律判断，绕法未知则可通过实验判断 。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$