《电机与控制》（高教版·第三版）吉林省（高职分类考试）（（机电类）装备制造类） 高频考点冲刺卷一

编写说明：本冲刺卷严格依据吉林省（（机电类）装备制造类）高考考纲编写，依托最新《吉林省中等职业学校高职分类考试装备制造专业复习版指南》，聚焦高三考生冲刺需求，助力高效提分。内容上深度覆盖考纲了解、掌握、理解层级考点，既系统梳理构建知识框架，又强化应用能力训练；同时结合近五年高考真题，精准把握高频考点、命题趋势与题型特点，确保贴合高考方向。 吉林省（（机电类）装备制造类）《电机与控制》（高教版第三版） 高频考点冲刺卷（一） 时间：60分钟 总分：100分 班级 姓名 学号 成绩 1、 单选题 (本大题共20小题，每小题2分，共40分) 1.直流电动机中，电枢绕组的主要作用是（ ） A. 产生励磁磁场 B. 通入电枢电流，产生电磁转矩 C. 改变电机转向 D. 调节电机转速 2.三相异步电动机的旋转磁场转速 n₀与（ ）无关 A. 电源频率 f B. 磁极对数 p C. 转差率 s D. 电源相数 3.交流接触器的主触点常用于控制（ ） A. 控制回路电流 B. 主回路大电流 C. 信号回路电压 D. PLC 输入信号 4.直流电机采用电枢串电阻调速时，调速后电机的机械特性会（ ） A. 变硬 B. 变软 C. 不变 D. 变为绝对硬特性 5.三相异步电动机星 - 三角（Y-Δ）启动时，启动电压是额定电压的（ ） A. 1/√3 B. √3 倍 C. 1/3 D. 3 倍 6.PLC 的工作方式是（ ） A. 连续运行 B. 中断运行 C. 循环扫描 D. 随机运行 7.他励直流电动机的额定转矩 T_N 与额定功率 P_N、额定转速 n_N 的关系是（ ） A. T_N=9550P_N/n_N B. T_N=P_N/(2πn_N) C. T_N=P_N/n_N D. T_N=9550n_N/P_N 8.三相同步电动机的转速 n 与电源频率 f、磁极对数 p 的关系是（ ） A. n=60f/p B. n=60p/f C. n=60f/(ps) D. n=60ps/f 9.电气控制线路中，过载保护通常采用（ ） A. 熔断器 B. 热继电器 C. 交流接触器 D. 中间继电器 10.直流电机电枢反应的主要影响是（ ） A. 增大励磁磁场 B. 使主磁场畸变，产生附加转矩 C. 减小电枢电流 D. 提高电机效率 11.三相异步电动机的转差率 s 在额定运行时的范围通常是（ ） A. s=0 B. 0<s<1 C. s>1 D. s<0 12.交流接触器线圈断电后，主触点延时断开的原因可能是（ ） A. 触点熔焊 B. 铁芯剩磁 C. 线圈短路 D. 辅助触点故障 13.直流电机能耗制动的原理是（ ） A. 电枢回路串入制动电阻，将动能转化为热能消耗 B. 改变电枢电压极性 C. 改变励磁电流方向 D. 切断电枢电源，接入反向电源 14.PLC 中，“LD” 指令的含义是（ ） A. 输出指令 B. 加载指令（取常开触点） C. 或指令 D. 与指令 15.三相异步电动机采用变频调速时，若频率降低，电机的（ ） A. 转速降低，转矩增大 B. 转速降低，转矩减小 C. 转速升高，转矩增大 D. 转速升高，转矩减小 16.他励直流电动机启动时，电枢回路必须串入启动电阻，目的是（ ） A. 增大启动转矩 B. 限制启动电流 C. 提高启动转速 D. 减小励磁电流 17.三相同步电动机不能自行启动的原因是（ ） A. 启动转矩为零 B. 励磁电流过大 C. 定子电压过高 D. 转子转速过快 18.电气控制线路中，“自锁” 的作用是（ ） A. 防止电机过载 B. 防止两个接触器同时动作 C. 按下启动按钮后，松开按钮电机仍能持续运行 D. 改变电机转向 19.三相异步电动机定子绕组短路故障的常见原因是（ ） A. 绕组绝缘老化 B. 负载过小 C. 转速过高 D. 励磁电流过小 20.PLC 的输入映像寄存器的状态由（ ）决定 A. 程序执行结果 B. 输出设备状态 C. 输入设备状态 D. 内部继电器状态 二、判断题（本大题共10小题，每小题2分，共20分） 1.他励直流电动机的转速与电枢电压成正比，与励磁电流成反比。（ ） 2.三相异步电动机的启动电流通常是额定电流的 5~7 倍。（ ） 3.交流接触器的辅助触点可以用于控制主回路大电流。（ ） 4.PLC 程序执行阶段，输入映像寄存器的状态会随输入设备状态变化而实时更新。（ ） 5.直流电机反接制动时，电枢电压极性反转，励磁电流方向不变。（ ） 6.三相同步电动机的转速随负载转矩增大而降低。（ ） 7.热继电器既能实现过载保护，也能实现短路保护。（ ） 8.三相异步电动机定子绕组接成 Δ 形时，若误接成 Y 形，电机转速会降低。（ ） 9.他励直流电动机电枢串电阻调速属于无级调速。（ ） 10.PLC 的输出映像寄存器状态在输出刷新阶段写入输出模块，控制输出设备动作。（ ） 三、填空题（本题共7小题 ，每空2分，共14分） 1.三相异步电动机的旋转磁场转速 n₀的计算公式为 ，其中 f 为电源频率，p 为磁极对数。 2.他励直流电动机的电磁转矩 T 的计算公式为 T=C_TΦI_a，其中 C_T 是 ，Φ 是励磁磁通，I_a 是电枢电流。 3.PLC 的工作过程分为输入采样、 和输出刷新三个阶段，形成一个循环扫描周期。 4.三相异步电动机星 - 三角启动时，启动电流是直接启动电流的 ，可有效降低启动电流。 5.直流电机能耗制动时，需切断 电源，将电枢绕组接入制动电阻，实现动能向热能的转化。 6.电气控制线路中，“互锁” 的作用是防止 接触器同时动作，避免主回路短路。 7.三相同步电动机启动时，需借助 绕组产生异步转矩，实现启动，启动后再通入励磁电流进入同步运行。 四、简答题（本题共2小题，每道8分，共16分） 1.简述三相异步电动机的工作原理。 2.简述电气控制线路中 “自锁” 和 “互锁” 的作用及实现方法。 五、计算题（10分） 一台三相异步电动机，额定功率 P_N=15kW，额定转速 n_N=1440r/min，额定效率 η_N=0.9，电源频率 f=50Hz。求：（1）电机的额定输入功率 P_1；（2）旋转磁场转速 n₀；（3）额定转差率 s_N；（4）额定电磁转矩 T_N。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 编写说明：本冲刺卷严格依据吉林省（（机电类）装备制造类）高考考纲编写，依托最新《吉林省中等职业学校高职分类考试装备制造专业复习版指南》，聚焦高三考生冲刺需求，助力高效提分。内容上深度覆盖考纲了解、掌握、理解层级考点，既系统梳理构建知识框架，又强化应用能力训练；同时结合近五年高考真题，精准把握高频考点、命题趋势与题型特点，确保贴合高考方向。 吉林省（（机电类）装备制造类）《电机与控制》（高教版第三版） 高频考点冲刺卷（一） 时间：60分钟 总分：100分 班级 姓名 学号 成绩 1、 单选题 (本大题共20小题，每小题2分，共40分) 1.直流电动机中，电枢绕组的主要作用是（ ） A. 产生励磁磁场 B. 通入电枢电流，产生电磁转矩 C. 改变电机转向 D. 调节电机转速 【答案】B 【解析】电枢绕组是直流电机的核心绕组，通入直流电流后，在励磁磁场中受电磁力作用产生电磁转矩，驱动电机旋转；A 是励磁绕组的作用，C 通过改变电枢电压极性实现，D 通过调节电枢电压或励磁电流实现，A、C、D 错误。 2.三相异步电动机的旋转磁场转速 n₀与（ ）无关 A. 电源频率 f B. 磁极对数 p C. 转差率 s D. 电源相数 【答案】C 【解析】旋转磁场转速公式 n₀=60f/p，仅与电源频率 f、磁极对数 p 相关（电源相数默认 3 相）；转差率 s=(n₀-n)/n₀，反映实际转速 n 与 n₀的差值，与 n₀无关，A、B、D 错误。 3.交流接触器的主触点常用于控制（ ） A. 控制回路电流 B. 主回路大电流 C. 信号回路电压 D. PLC 输入信号 【答案】B 【解析】交流接触器有主触点（容量大，耐受大电流）和辅助触点（容量小，用于控制回路）；主触点串联在主回路（如电机电源回路），控制电机启停，A、C、D 是辅助触点或其他元件的作用，错误。 4.直流电机采用电枢串电阻调速时，调速后电机的机械特性会（ ） A. 变硬 B. 变软 C. 不变 D. 变为绝对硬特性 【答案】B 【解析】电枢串电阻调速时，机械特性斜率增大（Δn/ΔT 增大），转速随负载转矩变化更明显，特性变软；硬特性指转速随负载变化小，如他励直流电机固有特性，A、C、D 错误。 5.三相异步电动机星 - 三角（Y-Δ）启动时，启动电压是额定电压的（ ） A. 1/√3 B. √3 倍 C. 1/3 D. 3 倍 【答案】A 【解析】Y-Δ 启动时，电机定子绕组先接成 Y 形，每相电压为电源线电压的 1/√3（如线电压 380V，Y 形时相电压 220V）；启动电流为 Δ 形直接启动的 1/3，A 正确，B、C、D 错误。 6.PLC 的工作方式是（ ） A. 连续运行 B. 中断运行 C. 循环扫描 D. 随机运行 【答案】C 【解析】PLC 采用 “输入采样→程序执行→输出刷新” 的循环扫描工作方式，扫描周期通常为毫秒级，确保逻辑控制的实时性；A、B、D 不符合 PLC 工作原理，错误。 7.他励直流电动机的额定转矩 T_N 与额定功率 P_N、额定转速 n_N 的关系是（ ） A. T_N=9550P_N/n_N B. T_N=P_N/(2πn_N) C. T_N=P_N/n_N D. T_N=9550n_N/P_N 【答案】A 【解析】这是电机转矩的核心公式（P_N 单位为 kW，n_N 单位为 r/min），用于计算额定转矩；B 未乘 9550（单位换算系数），C、D 公式颠倒，错误。 8.三相同步电动机的转速 n 与电源频率 f、磁极对数 p 的关系是（ ） A. n=60f/p B. n=60p/f C. n=60f/(ps) D. n=60ps/f 【答案】A 【解析】同步电机转速与旋转磁场转速同步，无转差率（s=0），故 n=n₀=60f/p；C、D 含转差率 s，适用于异步电机，B 公式颠倒，错误。 9.电气控制线路中，过载保护通常采用（ ） A. 熔断器 B. 热继电器 C. 交流接触器 D. 中间继电器 【答案】B 【解析】热继电器利用双金属片受热变形原理，当电机过载（电流超过额定值）时，触点断开切断控制回路，实现过载保护；A 用于短路保护，C 用于主回路控制，D 用于信号放大，错误。 10.直流电机电枢反应的主要影响是（ ） A. 增大励磁磁场 B. 使主磁场畸变，产生附加转矩 C. 减小电枢电流 D. 提高电机效率 【答案】B 【解析】电枢电流产生的电枢磁场会对主磁场（励磁磁场）产生影响，导致主磁场畸变（前端增强、后端减弱），并产生附加损耗和转矩波动；A、C、D 非电枢反应的主要影响，错误。 11.三相异步电动机的转差率 s 在额定运行时的范围通常是（ ） A. s=0 B. 0<s<1 C. s>1 D. s<0 【答案】B 【解析】异步电机运行时，转子转速 n 始终小于旋转磁场转速 n₀，故转差率 0<s<1（额定运行时 s≈0.01~0.06）；s=0 是同步电机，s>1 是启动瞬间或反接制动，s<0 是发电运行，错误。 12.交流接触器线圈断电后，主触点延时断开的原因可能是（ ） A. 触点熔焊 B. 铁芯剩磁 C. 线圈短路 D. 辅助触点故障 【答案】B 【解析】接触器铁芯采用硅钢片，若剩磁过大，线圈断电后铁芯仍有磁性，导致主触点延时断开；A 会导致触点无法断开，C 会导致线圈无法通电，D 不影响主触点断开时间，错误。 13.直流电机能耗制动的原理是（ ） A. 电枢回路串入制动电阻，将动能转化为热能消耗 B. 改变电枢电压极性 C. 改变励磁电流方向 D. 切断电枢电源，接入反向电源 【答案】A 【解析】能耗制动时，切断电枢电源，将电枢接入制动电阻，电机靠惯性旋转，电枢绕组切割剩磁产生感应电流，在剩磁磁场中受制动转矩，动能转化为热能消耗；B、D 是反接制动，C 是改变转向，错误。 14.PLC 中，“LD” 指令的含义是（ ） A. 输出指令 B. 加载指令（取常开触点） C. 或指令 D. 与指令 【答案】B 【解析】“LD” 是 PLC 的基本逻辑指令，用于从输入继电器或内部继电器的常开触点开始编程，加载触点信号；A 是 “OUT” 指令，C 是 “OR” 指令，D 是 “AND” 指令，错误。 15.三相异步电动机采用变频调速时，若频率降低，电机的（ ） A. 转速降低，转矩增大 B. 转速降低，转矩减小 C. 转速升高，转矩增大 D. 转速升高，转矩减小 【答案】B 【解析】变频调速遵循 “U/f 恒定” 原则，频率降低时，定子电压 U 同步降低，旋转磁场转速 n₀降低，电机转速 n 降低；同时，电磁转矩与 U² 成正比，U 降低导致转矩减小，A、C、D 错误。 16.他励直流电动机启动时，电枢回路必须串入启动电阻，目的是（ ） A. 增大启动转矩 B. 限制启动电流 C. 提高启动转速 D. 减小励磁电流 【答案】B 【解析】直流电机启动瞬间，电枢反电动势 E_a=0，启动电流 I_st=U/R_a（R_a 很小），易烧毁电枢绕组；串入启动电阻可增大电枢回路总电阻，限制 I_st 在额定电流的 1.5~2.5 倍，A、C、D 非主要目的，错误。 17.三相同步电动机不能自行启动的原因是（ ） A. 启动转矩为零 B. 励磁电流过大 C. 定子电压过高 D. 转子转速过快 【答案】A 【解析】同步电机启动瞬间，转子静止，旋转磁场高速旋转，转子励磁磁场与定子旋转磁场无相对运动，无法产生电磁转矩（启动转矩为零），需借助启动绕组（异步启动法）启动，B、C、D 错误。 18.电气控制线路中，“自锁” 的作用是（ ） A. 防止电机过载 B. 防止两个接触器同时动作 C. 按下启动按钮后，松开按钮电机仍能持续运行 D. 改变电机转向 【答案】C 【解析】自锁通过将接触器辅助常开触点与启动按钮并联实现，松开启动按钮后，辅助触点保持接触器线圈通电，电机持续运行；A 是热继电器作用，B 是互锁作用，D 是正反转控制，错误。 19.三相异步电动机定子绕组短路故障的常见原因是（ ） A. 绕组绝缘老化 B. 负载过小 C. 转速过高 D. 励磁电流过小 【答案】A 【解析】绕组绝缘老化会导致导线间绝缘损坏，形成短路；B、D 不会导致短路，C 是短路后的结果（非原因），错误。 20.PLC 的输入映像寄存器的状态由（ ）决定 A. 程序执行结果 B. 输出设备状态 C. 输入设备状态 D. 内部继电器状态 【答案】C 【解析】PLC 输入采样阶段，会读取输入设备（按钮、传感器等）的状态，存入输入映像寄存器，其状态仅由输入设备决定，与程序执行无关；A 决定输出映像寄存器，B 是输出端状态，D 是内部状态，错误。 二、判断题（本大题共10小题，每小题2分，共20分） 1.他励直流电动机的转速与电枢电压成正比，与励磁电流成反比。（ ） 【答案】√ 【解析】由转速公式 n=(U-I_aR_a)/(C_eΦ) 可知，U 增大、Φ 减小（励磁电流减小），n 均增大，符合 “正比于 U、反比于 Φ” 的关系，正确。 2.三相异步电动机的启动电流通常是额定电流的 5~7 倍。（ ） 【答案】√ 【解析】启动瞬间 n=0，转差率 s=1，转子感应电动势大，转子电流大，导致定子启动电流为额定电流的 5~7 倍，需通过 Y-Δ、自耦减压等方式限制，正确。 3.交流接触器的辅助触点可以用于控制主回路大电流。（ ） 【答案】× 【解析】辅助触点容量小（通常为 5A 以下），仅用于控制回路（如自锁、互锁）；主回路大电流需用主触点（容量几十至几百安），错误。 4.PLC 程序执行阶段，输入映像寄存器的状态会随输入设备状态变化而实时更新。（ ） 【答案】× 【解析】PLC 仅在输入采样阶段读取输入设备状态，存入输入映像寄存器；程序执行阶段，输入映像寄存器状态保持不变，不随输入设备实时变化，错误。 5.直流电机反接制动时，电枢电压极性反转，励磁电流方向不变。（ ） 【答案】√ 【解析】反接制动通过反转电枢电压（U 极性相反），使电磁转矩与转速方向相反，产生制动转矩；励磁电流方向不变（保证主磁场方向不变），否则无法产生制动转矩，正确。 6.三相同步电动机的转速随负载转矩增大而降低。（ ） 【答案】× 【解析】同步电机转速始终与旋转磁场转速同步（n=60f/p），负载转矩增大时，仅转子励磁电流增大，转速保持不变（同步转速），错误。 7.热继电器既能实现过载保护，也能实现短路保护。（ ） 【答案】× 【解析】热继电器动作时间长（依赖双金属片变形），无法快速响应短路故障（短路电流大，需瞬间切断电路）；短路保护需用熔断器（动作快），错误。 8.三相异步电动机定子绕组接成 Δ 形时，若误接成 Y 形，电机转速会降低。（ ） 【答案】√ 【解析】Δ 形误接成 Y 形，定子每相电压变为额定电压的 1/√3，旋转磁场转速 n₀不变，但电磁转矩与 U² 成正比，转矩减小，若负载不变，电机转速会降低（转差率增大），正确。 9.他励直流电动机电枢串电阻调速属于无级调速。（ ） 【答案】× 【解析】电枢串电阻调速通过改变串联电阻的阻值实现，电阻只能分段调节（如串入 1Ω、2Ω），属于有级调速；无级调速需连续改变电枢电压或励磁电流（如变频、调压器），错误。 10.PLC 的输出映像寄存器状态在输出刷新阶段写入输出模块，控制输出设备动作。（ ） 【答案】√ 【解析】PLC 循环扫描的最后阶段是输出刷新，将程序执行后的输出映像寄存器状态写入输出模块，驱动指示灯、接触器等输出设备，正确。 三、填空题（本题共7小题 ，每空2分，共14分） 1.三相异步电动机的旋转磁场转速 n₀的计算公式为 ，其中 f 为电源频率，p 为磁极对数。 【答案】n₀=60f/p 2.他励直流电动机的电磁转矩 T 的计算公式为 T=C_TΦI_a，其中 C_T 是 ，Φ 是励磁磁通，I_a 是电枢电流。 【答案】转矩常数 3.PLC 的工作过程分为输入采样、 和输出刷新三个阶段，形成一个循环扫描周期。 【答案】程序执行 4.三相异步电动机星 - 三角启动时，启动电流是直接启动电流的 ，可有效降低启动电流。 【答案】1/3 5.直流电机能耗制动时，需切断 电源，将电枢绕组接入制动电阻，实现动能向热能的转化。 【答案】电枢 6.电气控制线路中，“互锁” 的作用是防止 接触器同时动作，避免主回路短路。 【答案】两个相反动作 7.三相同步电动机启动时，需借助 绕组产生异步转矩，实现启动，启动后再通入励磁电流进入同步运行。 【答案】启动 四、简答题（本题共2小题，每道8分，共16分） 1.简述三相异步电动机的工作原理。 【答案】三相异步电动机的工作原理基于电磁感应和电磁力，核心分为三个步骤： （1）旋转磁场产生：三相定子绕组通入对称三相交流电，电流的周期性变化会在定子铁芯内激发一个随时间旋转的磁场（旋转磁场），其转速 n₀=60f/p（f 为电源频率，p 为磁极对数），旋转方向与电流相序一致。 （2）转子感应电流产生：转子导体静止时，旋转磁场以转速 n₀切割转子导体，根据电磁感应定律，转子闭合回路中产生感应电动势和感应电流（转子电流），感应电流方向由右手定则判断。 （3）电磁转矩与旋转：转子电流在旋转磁场中受电磁力作用，根据左手定则，电磁力形成顺时针或逆时针的电磁转矩，驱动转子绕转轴旋转；由于转子转速 n 始终小于旋转磁场转速 n₀（否则无相对切割，无感应电流），故称为 “异步” 电机，最终转子随旋转磁场同向旋转，实现电能向机械能的转化。 【解析】围绕 “旋转磁场 - 感应电流 - 电磁转矩” 核心逻辑，明确异步电机 “转速差” 的本质。 2.简述电气控制线路中 “自锁” 和 “互锁” 的作用及实现方法。 【答案】1.自锁（1）作用：按下启动按钮后，松开按钮，电机仍能持续运行，避免操作人员长期按压按钮。（2）实现方法：将交流接触器的辅助常开触点与启动按钮（常开）并联；按下启动按钮，接触器线圈通电吸合，主触点闭合电机运行，同时辅助常开触点闭合 “自锁”；松开启动按钮后，辅助触点保持线圈通电，电机持续运行，仅需按下停止按钮（常闭）切断回路，电机停止。2.闭锁（1）作用：防止两个相反动作的接触器（如正转接触器 KM1、反转接触器 KM2）同时吸合，避免主回路短路（如 KM1、KM2 主触点同时闭合，导致电源短路）。（2）实现方法：将 KM1 的辅助常闭触点串联在 KM2 的线圈回路中，同时将 KM2 的辅助常闭触点串联在 KM1 的线圈回路中；当 KM1 吸合时，其辅助常闭触点断开，切断 KM2 线圈回路，KM2 无法吸合，反之亦然，实现 “互锁”。 【解析】分别明确自锁（持续运行）和互锁（防短路）的功能，结合触点连接方式说明实现方法。五、计算题（10分） 一台三相异步电动机，额定功率 P_N=15kW，额定转速 n_N=1440r/min，额定效率 η_N=0.9，电源频率 f=50Hz。求：（1）电机的额定输入功率 P_1；（2）旋转磁场转速 n₀；（3）额定转差率 s_N；（4）额定电磁转矩 T_N。 【答案】1.计算额定输入功率 P_1： 由效率公式 η_N=P_N/P_1，变形得 P_1=P_N/η_N； 代入数据：P_1=15kW/0.9≈16.67kW。 2.计算旋转磁场转速 n₀： （1）判断磁极对数 p：异步电机额定转速 n_N≈n₀，n₀=60f/p，f=50Hz，代入 p=2 时，n₀=60×50/2=1500r/min（与 n_N=1440r/min 最接近，符合实际），故 p=2； （2）n₀=60×50/2=1500r/min。 3.计算额定转差率 s_N： 由 s_N=(n₀-n_N)/n₀，代入数据：s_N=(1500-1440)/1500=60/1500=0.04（即 4%）。 4.计算额定电磁转矩 T_N： 由 T_N=9550P_N/n_N，代入数据（P_N=15kW，n_N=1440r/min）： T_N=9550×15/1440≈99.48N・m（或≈100N・m）。 综上，（1）P_1≈16.67kW；（2）n₀=1500r/min；（3）s_N=0.04；（4）T_N≈99.48N・m。 【解析】围绕异步电机核心公式，步骤涵盖效率换算、磁极对数判断、转差率计算、转矩计算。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $