第11练 电感元件 江苏省（职教高考）机电类《电工电子技术与技能》（高教版·第4版）一课一练

编写说明：考虑到中职学生普遍基础知识相对薄弱的情况，我们依据支架式教学理念，精心编制了江苏省（职教高考）机电类《电工电子技术与技能》（高教版·第4版）一课一练。专辑里的每一份练习，都与课堂所授知识点紧密相关，题目围绕课堂所学知识点呈现。目的在于激发学生的学习兴趣，培养他们的学习自觉性，帮助学生扎实掌握课程的基本概念与基本方法，为他们后续的逐步提升奠定坚实基础。 本卷是江苏省（职教高考）机电类《电工电子技术与技能》（高教版·第4版）一课一练的第11练，内容涵盖1-2-4 电感元件。 江苏省（职教高考）机电类 一课一练 《电工电子技术与技能》（高教版·第4版） 第11练 第一单元 电路基础 第二章 电容与电感 第四节 电感元件 一、判断题 1．电感元件是一种储能元件能够将电能转换为磁场能量储存起来并在电路断开时将储存的磁场能量释放回电路中（ ） 【答案】A（正确） 【解析】电感元件的基本特性是储存磁场能量。当电流流过线圈时建立磁场，磁场能量W=½LI²储存于电感中。电流减小时磁场能量释放回电路感应出电动势。电感和电容同为电抗性储能元件。 2．两个线圈之间的耦合系数k值恒等于1即所有线圈之间均能实现完全的能量传递不存在漏磁（ ） 【答案】B（错误） 【解析】耦合系数k=M/√(L₁L₂)取值范围为0≤k≤1。k=1表示全耦合（理想变压器），实际线圈间总有漏磁通k<1。k=0表示两线圈之间无磁耦合互感系数M=0。 二、单项选择题 3．一个电感量为L=200mH的线圈流过电流以5A/s的速率变化该线圈产生的自感电动势大小为（ ） A．自感电动势为1000V方向与电流变化趋势相同 B．自感电动势为1000V方向与电流变化趋势相反 C．自感电动势为1V方向与电流变化趋势相同 D．自感电动势为1V方向与电流变化趋势相反 【答案】D 【解析】自感电动势eL=-L·di/dt=-200×10⁻³×5=-1V。负号表示自感电动势方向与电流变化趋势相反即eL总是阻碍电流的变化。这是楞次定律在电感中的体现。 4．两个电感线圈L₁=4H和L₂=9H顺向串联后接在电路中两线圈之间的互感系数M=2H。该串联电路的总电感量为（ ） A．总电感量等于两者之和减去两倍互感即4+9-2×2=9H B．总电感量等于两者之和加上两倍互感即4+9+2×2=17H C．总电感量等于两者之差即|4-9|=5H D．总电感量等于两者乘积除以两者之和即36/13≈2.77H 【答案】B 【解析】顺向串联时两线圈的互感磁通与自感磁通方向相同总电感L=L₁+L₂+2M=4+9+2×2=17H。若反向串联则L=L₁+L₂-2M=4+9-4=9H。是否加2M取决于两线圈同名端的连接方向。 5．有个空心线圈原本电感量为L₀在空心线圈中插入铁磁材料制成的铁芯后线圈的电感量变化为（ ） A．电感量变为原来的两倍即2L₀且与电流大小无关 B．电感量显著增大远大于L₀且与铁芯材料的磁导率成正比 C．电感量保持不变仍为L₀因为电感量只与线圈匝数有关 D．电感量减小约为L₀的一半因为铁芯阻碍了磁通的建立 【答案】B 【解析】电感量L=μn²Sl其中μ为磁导率。铁磁材料μ远大于空气的μ₀(约几千至几万倍)，插入铁芯后电感量急剧增大。带铁芯的电感通常称为铁芯线圈或扼流圈。 6．RL串联电路中的时间常数τ表征了电路暂态过程的快慢。R=10Ω和L=50mH组成的RL串联电路其时间常数为（ ） A．时间常数τ等于500s由R与L的乘积决定 B．时间常数τ等于0.2s由L除以R的比值决定 C．时间常数τ等于5ms由L除以R的比值决定 D．时间常数τ等于0.5s由R除以L的比值决定 【答案】C 【解析】RL串联电路的时间常数τ=L/R=50×10⁻³/10=5×10⁻³s=5ms。物理意义：经过τ时间电流升至稳态值的63.2%或衰减至初值的36.8%。τ越小暂态过程越快。 7．同样是10mH电感量一个匝数为100匝的空心线圈和一个匝数为50匝带铁芯的线圈。关于两个线圈的储能能力和应用场景下面对比正确的是（ ） A．匝数多的线圈储能一定大电感量与匝数平方成正比 B．带铁芯的线圈在相同电流下储能更大适用于低频滤波和扼流 C．空心线圈和铁芯线圈电感量相同储能能力也完全相同 D．铁芯线圈在所有频率下性能均优于空心线圈应优先选用铁芯线圈 【答案】B 【解析】电感储能W=½LI²。同电感量下储能相同但铁芯线圈因μ大可用更少匝数实现大电感。铁芯线圈适用于低频（如50Hz工频滤波），高频时铁损大；空心线圈高频特性好。选择需综合考虑频率和磁芯特性。 三、填空题 8．电感元件的电感量单位是____，符号为H。1H的电感表示当线圈中电流以每秒____安培的速率均匀变化时可产生1V的自感电动势值。电感器的储能公式为W=____。 【答案】亨利；1；½LI² 【解析】电感量L的基本定义L=eL/(di/dt)。当di/dt=1A/s时若eL=1V则L=1H。亨利是电感的基本单位，常用还有mH(10⁻³H)和μH(10⁻⁶H)。储能W=½LI²表明电感储存的磁场能量与电感量成正比与电流平方成正比。 9．两个线圈之间的互感系数M不仅与两线圈各自的____有关还与两线圈之间的相对____和介质____有关。耦合系数k定义为k=____代入已知参数可计算得k=____。 【答案】自感；位置；磁导率；M/√(L₁L₂)；0≤k≤1 【解析】互感M反映了两个线圈之间的电磁耦合程度。耦合系数k=M/√(L₁L₂)是衡量耦合强度的无量纲参数k=0表示无耦合k=1表示全耦合。影响M的因素包括两线圈的匝数、几何尺寸、相对位置及介质磁导率。 四、综合分析题 10．电路采用R=15Ω的电阻和L=120mH的电感串联后接在U=30V的直流电源上。请综合分析：（1）该RL电路的时间常数τ是多少？电路达到稳态后流过电感的电流稳态值是多少？（2）开关闭合瞬间电感的自感电动势大小和方向如何？（3）实际应用中若需要增大此电路的时间常数可以采用哪些方法？请说明至少两种并解释其原理。 【答案】（1）τ=L/R=120×10⁻³/15=8×10⁻³s=8ms。稳态时电感相当于短路（直流稳态下di/dt=0eL=0），I_稳态=U/R=30/15=2A。（2）开关闭合瞬间电感电流不能突变i(0⁺)=0等效为开路。U_R=IR=0全部电压施加于电感两端自感电动势eL=U=30V。方向：上端为正下端为负与电源电压方向相反以阻碍电流的增长。（3）方法一：增大L如增加线圈匝数或插入铁芯二者均增大电感量使储能增多暂态变慢。方法二：减小R即减小串联电阻值τ=L/R增大。实际中常在R两端并联加速二极管或在L两端并联续流二极管以控制暂态过程保护电路元件。 【解析】本题综合考查RL串联电路的暂态分析、稳态分析和实际应用。关键概念：时间常数τ；换路定则（电感电流不能突变）；稳态时电感对直流等效为短路。应用层面需理解电感元件的储能特性与暂态过程的物理意义。 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：考虑到中职学生普遍基础知识相对薄弱的情况，我们依据支架式教学理念，精心编制了江苏省（职教高考）机电类《电工电子技术与技能》（高教版·第4版）一课一练。专辑里的每一份练习，都与课堂所授知识点紧密相关，题目围绕课堂所学知识点呈现。目的在于激发学生的学习兴趣，培养他们的学习自觉性，帮助学生扎实掌握课程的基本概念与基本方法，为他们后续的逐步提升奠定坚实基础。 本卷是江苏省（职教高考）机电类《电工电子技术与技能》（高教版·第4版）一课一练的第11练，内容涵盖1-2-4 电感元件。 江苏省（职教高考）机电类 一课一练 《电工电子技术与技能》（高教版·第4版） 第11练 第一单元 电路基础 第二章 电容与电感 第四节 电感元件 一、判断题 1．电感元件是一种储能元件能够将电能转换为磁场能量储存起来并在电路断开时将储存的磁场能量释放回电路中（ ） 2．两个线圈之间的耦合系数k值恒等于1即所有线圈之间均能实现完全的能量传递不存在漏磁（ ） 二、单项选择题 3．一个电感量为L=200mH的线圈流过电流以5A/s的速率变化该线圈产生的自感电动势大小为（ ） A．自感电动势为1000V方向与电流变化趋势相同 B．自感电动势为1000V方向与电流变化趋势相反 C．自感电动势为1V方向与电流变化趋势相同 D．自感电动势为1V方向与电流变化趋势相反 4．两个电感线圈L₁=4H和L₂=9H顺向串联后接在电路中两线圈之间的互感系数M=2H。该串联电路的总电感量为（ ） A．总电感量等于两者之和减去两倍互感即4+9-2×2=9H B．总电感量等于两者之和加上两倍互感即4+9+2×2=17H C．总电感量等于两者之差即|4-9|=5H D．总电感量等于两者乘积除以两者之和即36/13≈2.77H 5．有个空心线圈原本电感量为L₀在空心线圈中插入铁磁材料制成的铁芯后线圈的电感量变化为（ ） A．电感量变为原来的两倍即2L₀且与电流大小无关 B．电感量显著增大远大于L₀且与铁芯材料的磁导率成正比 C．电感量保持不变仍为L₀因为电感量只与线圈匝数有关 D．电感量减小约为L₀的一半因为铁芯阻碍了磁通的建立 6．RL串联电路中的时间常数τ表征了电路暂态过程的快慢。R=10Ω和L=50mH组成的RL串联电路其时间常数为（ ） A．时间常数τ等于500s由R与L的乘积决定 B．时间常数τ等于0.2s由L除以R的比值决定 C．时间常数τ等于5ms由L除以R的比值决定 D．时间常数τ等于0.5s由R除以L的比值决定 7．同样是10mH电感量一个匝数为100匝的空心线圈和一个匝数为50匝带铁芯的线圈。关于两个线圈的储能能力和应用场景下面对比正确的是（ ） A．匝数多的线圈储能一定大电感量与匝数平方成正比 B．带铁芯的线圈在相同电流下储能更大适用于低频滤波和扼流 C．空心线圈和铁芯线圈电感量相同储能能力也完全相同 D．铁芯线圈在所有频率下性能均优于空心线圈应优先选用铁芯线圈 三、填空题 8．电感元件的电感量单位是____，符号为H。1H的电感表示当线圈中电流以每秒____安培的速率均匀变化时可产生1V的自感电动势值。电感器的储能公式为W=____。 9．两个线圈之间的互感系数M不仅与两线圈各自的____有关还与两线圈之间的相对____和介质____有关。耦合系数k定义为k=____代入已知参数可计算得k=____。 四、综合分析题 10．电路采用R=15Ω的电阻和L=120mH的电感串联后接在U=30V的直流电源上。请综合分析：（1）该RL电路的时间常数τ是多少？电路达到稳态后流过电感的电流稳态值是多少？（2）开关闭合瞬间电感的自感电动势大小和方向如何？（3）实际应用中若需要增大此电路的时间常数可以采用哪些方法？请说明至少两种并解释其原理。 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 $