第3卷 磁与电磁——磁场、电磁铁、电磁感应与电感器 山东省（春季高考）《汽车电工电子基础》（高教版·第2版） 单元过关卷

山东省（春季高考）考纲百套卷 第3卷 磁与电磁——磁场、电磁铁、电磁感应与电感器 单元过关卷《汽车电工电子基础》车辆维修类 时间：60分钟 总分：100分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、单项选择题（本大题共20小题，每题3分，共60分） 1. 一段长度和电流大小均不变的通电直导线置于匀强磁场中。当导线与磁场方向垂直时所受磁场力为最大值；若将夹角变为45°，则导线所受磁场力为最大值的（ ） A. 倍 B. 倍 C. 倍 D. 倍 【答案】B 【解析】通电直导线在磁场中所受安培力可表示为 。垂直放置时 为1，夹角变为45°时，力与最大值的比为 ，即 ，因此选B。 2. 一个通电导体在磁场中，若磁场方向由垂直纸面向上变为垂直纸面向下，其他条件不变，则安培力方向（ ） A. 不变 B. 变为相反方向 C. 无法确定 D. 与电流方向有关 【答案】B 【解析】根据左手定则，磁场方向改变，安培力方向也会改变，变为相反方向，答案是 B。 3. 关于下图说法正确的是（ ） A. 四指指向磁场方向，拇指指向电流方向 B. 磁感线垂直穿过手心，四指指向电流方向，拇指指向受力方向 C. 适用于任何导体在磁场中的运动 D. 只能判断电动机中的电流方向 【答案】B 【解析】判断通电导体在磁场中受力方向，应使用左手定则：伸开左手，使磁感线穿过手心，四指指向电流方向，拇指所指方向就是导体受力方向。因此选项B正确。右手定则主要用于判断感应电流方向，右手螺旋定则或安培定则主要用于判断电流产生的磁场方向。 4. 在条形磁体外部，磁感线的方向通常是（ ） A. 由磁体北极指向南极 B. 由磁体南极指向北极 C. 由磁体中部指向两极 D. 由磁体两极指向中部 【答案】A 【解析】磁感线在磁体外部由北极指向南极，在磁体内部由南极指向北极，形成闭合曲线。因此，外部磁感线的方向是由北极指向南极。 5. 电磁铁的铁芯通常选用软铁，主要是因为软铁（ ） A. 通电易磁化，断电易消磁 B. 通电难磁化，断电难消磁 C. 通电易发热，断电易冷却 D. 通电难发热，断电难冷却 【答案】A 【解析】软铁的磁滞现象较弱，通电后容易被线圈产生的磁场磁化，断电后又容易失去磁性，适合制作需要频繁吸合的电磁铁。 6. 在线圈匝数和铁芯材料不变时，增强电磁铁吸力的有效方法是（ ） A. 适当减小铁芯的截面 B. 适当减小线圈中的电流 C. 适当增大线圈的电阻 D. 适当增大线圈中的电流 【答案】D 【解析】在线圈匝数和铁芯材料不变时，线圈电流增大，产生的磁场通常增强，电磁铁的吸力也会增大。减小电流会使磁场减弱，增大电阻会限制线圈电流。 7. 通电螺线管的极性取决于（ ） A. 螺线管的匝数 B. 电流的大小 C. 电流的方向 D. 螺线管内是否有铁芯 【答案】C 【解析】通电螺线管的两端分别形成南极和北极，极性由线圈中电流的环绕方向决定。改变电流方向，螺线管的南、北极就会对调；匝数、电流大小和是否有铁芯主要影响磁性强弱，不直接决定磁极的方向。因此选项C正确。 8. 闭合线圈中产生感应电流的必要条件是（ ） A. 穿过线圈的磁通量发生变化 B. 线圈导线的电阻保持不变 C. 线圈所在空间温度发生变化 D. 线圈导线的长度保持不变 【答案】A 【解析】电磁感应现象要求闭合线圈中的磁通量发生变化，变化的磁通量会在线圈中产生感应电动势，闭合后即可形成感应电流。其余条件不是产生感应电流的必要条件。 9. 电感器在直流电路中主要表现出的特性是（ ） A. 阻碍电压发生缓慢变化 B. 阻碍电流发生突然变化 C. 使电流始终保持不变 D. 使电压始终保持不变 【答案】B 【解析】电感器具有自感作用，会阻碍通过自身的电流发生突然变化。电流变化越快，自感作用通常越明显，但电感器不能使电流始终保持不变。 10. 汽车点火线圈的作用是将低压直流电转换为（ ） A. 低压交流电 B. 高压直流电 C. 高压交流电（用于火花塞点火） D. 低压直流电 【答案】C 【解析】汽车点火线圈利用电磁感应和互感原理工作。断开低压侧电路时，初级线圈中的电流迅速变化，磁场随之变化，在匝数较多的次级线圈中感应出高电压，用于击穿火花塞间隙并产生火花。次级输出通常表现为高压脉冲电压，按题目选项应归入高压交流电。因此选项C正确。 11. 继电器线圈通电后能够吸合衔铁，利用的主要原理是（ ） A. 电阻产生光线并形成压力 B. 电压产生热量并形成推力 C. 电流产生磁场并形成吸力 D. 电荷产生声音并形成振动 【答案】C 【解析】继电器线圈通电后会产生磁场，磁场使铁芯和衔铁之间产生吸力，从而带动触点动作，实现小电流控制较大负载电路。 12. 电感量的国际单位是（ ） A. 亨利 B. 法拉 C. 特斯拉 D. 韦伯 【答案】A 【解析】亨利是电感量的国际单位，符号为H。法拉是电容的单位，特斯拉是磁感应强度的单位，韦伯是磁通量的单位。 13. 在线圈匝数一定时，感应电动势较大的是（ ） A. 线圈电阻较大的线圈 B. 磁通量变化较慢的线圈 C. 磁通量保持不变的线圈 D. 磁通量变化较快的线圈 【答案】D 【解析】根据电磁感应规律，在线圈匝数一定时，磁通量变化越快，线圈中产生的感应电动势越大。磁通量不变时，线圈中不会因电磁感应产生感应电动势。 14. 下列关于电磁铁的说法中，正确的是（ ） A. 电磁铁是永久磁铁 B. 电磁铁的磁性强弱只与电流大小有关 C. 电磁铁的磁性强弱与线圈匝数无关 D. 电磁铁的磁性有无可以通过通断电来控制 【答案】D 【解析】电磁铁是利用通电线圈产生磁场制成的装置，通电时具有磁性，断电后磁性通常消失或显著减弱，因此磁性有无可以通过通断电来控制。电磁铁不是永久磁铁，其磁性强弱还与电流大小、线圈匝数以及铁芯材料等因素有关。因此选项D正确。 15. 变压器实现电压变换所依据的主要原理是（ ） A. 线圈之间的电磁感应 B. 导体之间的摩擦起电 C. 电阻产生的热效应 D. 电流产生的化学效应 【答案】A 【解析】变压器的原线圈接入交流电后产生交变磁场，交变磁场通过铁芯作用于副线圈，在副线圈中产生感应电动势，从而实现电压变换。 16. 自感现象是指（ ） A. 线圈中的电流通过导体时产生的热量 B. 线圈中的电流变化时，导体自身产生的电磁感应现象 C. 线圈中的电流在导体中流动时遇到的阻力 D. 磁场对运动电荷的作用力 【答案】B 【解析】自感现象是线圈自身电流变化时，产生的磁场变化在自身线圈中感应出电动势的现象，A是电流热效应，C是电阻，D是洛伦兹力。 17. 如图所示，长度为L 的导体 AB 在磁感应强度为B的均匀磁场中以O为轴以速度v匀速按逆时针转动，下列说法正确的是（ ） A. 导体AB产生感应电动势A点电位高 B. 导体AB产生感应电动势B点电位高 C. 导体AB产生感应电动势2BLV D. 导体AB不产生感应电动势 【答案】D 【解析】按题图所示，导体AB以O为轴转动，A、B两端相对于转轴的距离相等，且两端的切向速度方向相反。在磁场方向和转动关系满足题图条件时，A、B两端分别产生大小相等、方向相反的感应电动势，沿整个导体AB计算的端电压相互抵消，因此AB两端没有净感应电动势。虽然导体的局部导体段可能存在感应电动势，但AB两端的合成感应电动势为零，所以选项D正确。 18. 通电直导线置于磁场中，导线受到向左的作用力。已知磁场方向垂直纸面向里，导线中电流方向向上，则该现象符合（ ） A. 右手定则 B. 左手定则 C. 右手螺旋定则 D. 安培定则 【答案】B 【解析】判断通电导线在磁场中所受安培力方向，应使用左手定则。根据左手定则，磁感线穿过手心，四指指向电流方向，拇指指向导线受力方向。磁场方向垂直纸面向里、电流方向向上时，导线所受力方向应向左。因此该现象符合左手定则，选项B正确。原题所写“向右”与给定的磁场方向和电流方向不一致，按左手定则应修正为“向左”。 19. 无线充电技术的基本原理是（ ） A. 以上都对 B. 电流的磁效应 C. 电磁共振 D. 电磁感应 【答案】D 【解析】主流无线充电（如新能源汽车）基于电磁感应，通过发射线圈与接收线圈的磁场耦合传输能量。 20. 通有电流的直导线周围存在（ ） A. 环绕导线的磁场 B. 沿导线传播的光场 C. 垂直导线的热场 D. 指向导线内部的电场 【答案】A 【解析】电流具有磁效应，通有电流的直导线周围会形成环绕导线的磁场，其方向可用右手螺旋定则判断。导线周围磁场的形成不属于光、热或化学效应。 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 磁场的基本物理量包括磁感应强度和磁通量。（ ） 【答案】正确 【解析】磁感应强度和磁通量是描述磁场性质和强度的基本物理量，它们对于理解和分析磁场至关重要。 22. 磁场强度与磁感应强度成正比，与磁导率成反比。（ ） 【答案】错误 【解析】错误。磁场强度主要由电流、匝数和磁路决定，磁感应强度满足，不能笼统表述为与成反比。 23. 当导体切割磁感线运动，或线圈中磁通量发生变化时，导体或线圈中会产生感应电动势。（ ） 【答案】正确 【解析】电磁感应是指闭合回路的磁通量发生变化时，回路中产生感应电流的现象；产生感应电动势的基本条件是导体切割磁感线或线圈中的磁通量发生变化。 24. 汽车喇叭电路中，按下喇叭按钮时，电磁铁产生磁性吸引衔铁，使触点闭合，喇叭发声。（ ） 【答案】正确 【解析】汽车喇叭电路中，当按下喇叭按钮时，电磁铁通电产生磁性，吸引衔铁使触点闭合，形成通路，从而使喇叭发声。 25. 动合继电器：没有电流流过线圈时，触点闭合，有电流流过线圈时，触点断开。（ ） 【答案】错误 【解析】动合继电器：没有电流流过线圈时，触点断开，有电流流过线圈时，触点闭合。 26. 电磁继电器不能实现远距离操纵和自动控制。（ ） 【答案】错误 【解析】电磁继电器的重要功能之一就是实现远距离操纵和自动控制，广泛应用于汽车、冰箱、电梯等设备的控制电路中。 27. 根据法拉第电磁感应定律，线圈中的感应电动势与磁通量的变化率成反比。 （ ） 【答案】错误 【解析】根据法拉第电磁感应定律，线圈中的感应电动势与磁通量的变化率成正比。 28. 互感系数的单位是欧姆。 （ ） 【答案】错误 【解析】互感系数的单位是亨。 29. 用左手握住通电直导线，让拇指指向电流的方向，则四指环绕的方向就是磁感线的方向。（ ） 【答案】错误 【解析】用右手握住通电直导线，让拇指指向电流的方向，则四指环绕的方向就是磁感线的方向。 30. 汽车点火线圈的铁芯通常采用硅钢片叠成，以减少涡流损耗。（ ） 【答案】正确 【解析】硅钢片叠成的铁芯可以有效减少涡流损耗，提高变压器的效率。这是现代变压器和点火线圈的常见设计。 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 简述汽车电磁继电器在控制大电流负载电路中的作用，并说明控制电路与主电路之间的关系。 【答案】（1）电磁继电器用较小的控制电流控制较大电流负载的通断。（2）控制电路接通时，线圈产生电磁力，带动衔铁使主电路触点闭合或断开。（3）控制电路与主电路相互独立，二者通过电磁力传递控制作用，可以减小控制开关中的电流并提高用电设备工作的安全性。 【解析】电磁继电器利用线圈通电产生的电磁力驱动触点动作，实现小电流控制大电流。控制电路和主电路在电气上相互分离，仅通过衔铁和触点的机械动作传递控制关系，因此能够减轻开关负荷并便于电路布置。 32. 简述汽车点火线圈将低压电转变为高压电的工作过程。 【答案】（1）点火线圈由初级线圈、次级线圈和铁芯等组成，铁芯用于增强和集中磁场。（2）接通初级电路时，初级线圈中有电流通过，在铁芯中建立磁场。（3）初级电路突然断开时，铁芯中的磁通量迅速变化，在次级线圈中产生感应电动势。（4）由于次级线圈匝数较多，感应电动势被升高，形成的高压电输送到火花塞，使火花塞间隙击穿并产生电火花。 【解析】点火线圈利用初级线圈电流突然变化引起的电磁感应，在次级线圈中产生高电压。次级线圈匝数多于初级线圈，能够使感应电压升高，从而满足火花塞跳火的要求。 33. 说明汽车直流执行器线圈接通和断电时电感的作用，并写出断电瞬间常用的保护措施。 【答案】（1）线圈接通时，电感阻碍电流的突然增大，使电流不能立即达到稳定值。（2）线圈断电时，电感释放储存的磁场能量，力图维持原有电流。（3）若未采取保护措施，线圈两端会产生较高的感应电压，可能造成开关触点烧蚀或电子元件损坏。（4）可在线圈两端设置续流二极管、阻容吸收电路等保护装置，以限制感应电压。 【解析】电感具有阻碍电流变化的特性，接通时抑制电流上升，断电时释放磁场能量并产生感应电压。在线圈电路中设置续流或吸收保护装置，可以为线圈电流提供释放能量的通路，降低断电瞬间的电压冲击。 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 汽车维修实训中心检修某车型车门锁电磁执行器。已知铁芯需要达到磁感应强度 才能可靠吸合衔铁，铁芯横截面积 ，磁阻 ，线圈匝数 匝。忽略漏磁，控制模块检测到线圈工作电流为 。（1）计算铁芯中的磁通量。（2）计算线圈达到吸合条件所需的磁动势和电流。（3）判断检测到的工作电流能否使衔铁可靠吸合，并提出一项改进措施。 【答案】（1）磁通量为 。（2）所需磁动势为 ，所需电流为 。（3）检测到的工作电流小于所需电流，不能使衔铁可靠吸合。可将线圈工作电流调整至不低于 。 【解析】（1）根据磁通量公式 ，将磁感应强度和铁芯横截面积代入，得到磁通量为 ，即 。（2）磁动势由磁通量与磁阻的乘积得到，计算结果为 ，即 。线圈电流由磁动势除以匝数得到，结果为 ，即 。（3）实际工作电流为 ，小于吸合所需的 ，产生的磁动势不足，因而不能保证衔铁可靠吸合。在磁阻和匝数不变的条件下，应适当提高线圈工作电流。 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 $ 山东省（春季高考）考纲百套卷 第3卷 磁与电磁——磁场、电磁铁、电磁感应与电感器 单元过关卷《汽车电工电子基础》车辆维修类 时间：60分钟 总分：100分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、单项选择题（本大题共20小题，每题3分，共60分） 1. 一段长度和电流大小均不变的通电直导线置于匀强磁场中。当导线与磁场方向垂直时所受磁场力为最大值；若将夹角变为45°，则导线所受磁场力为最大值的（ ） A. 倍 B. 倍 C. 倍 D. 倍 2. 一个通电导体在磁场中，若磁场方向由垂直纸面向上变为垂直纸面向下，其他条件不变，则安培力方向（ ） A. 不变 B. 变为相反方向 C. 无法确定 D. 与电流方向有关 3. 关于下图说法正确的是（ ） A. 四指指向磁场方向，拇指指向电流方向 B. 磁感线垂直穿过手心，四指指向电流方向，拇指指向受力方向 C. 适用于任何导体在磁场中的运动 D. 只能判断电动机中的电流方向 4. 在条形磁体外部，磁感线的方向通常是（ ） A. 由磁体北极指向南极 B. 由磁体南极指向北极 C. 由磁体中部指向两极 D. 由磁体两极指向中部 5. 电磁铁的铁芯通常选用软铁，主要是因为软铁（ ） A. 通电易磁化，断电易消磁 B. 通电难磁化，断电难消磁 C. 通电易发热，断电易冷却 D. 通电难发热，断电难冷却 6. 在线圈匝数和铁芯材料不变时，增强电磁铁吸力的有效方法是（ ） A. 适当减小铁芯的截面 B. 适当减小线圈中的电流 C. 适当增大线圈的电阻 D. 适当增大线圈中的电流 7. 通电螺线管的极性取决于（ ） A. 螺线管的匝数 B. 电流的大小 C. 电流的方向 D. 螺线管内是否有铁芯 8. 闭合线圈中产生感应电流的必要条件是（ ） A. 穿过线圈的磁通量发生变化 B. 线圈导线的电阻保持不变 C. 线圈所在空间温度发生变化 D. 线圈导线的长度保持不变 9. 电感器在直流电路中主要表现出的特性是（ ） A. 阻碍电压发生缓慢变化 B. 阻碍电流发生突然变化 C. 使电流始终保持不变 D. 使电压始终保持不变 10. 汽车点火线圈的作用是将低压直流电转换为（ ） A. 低压交流电 B. 高压直流电 C. 高压交流电（用于火花塞点火） D. 低压直流电 11. 继电器线圈通电后能够吸合衔铁，利用的主要原理是（ ） A. 电阻产生光线并形成压力 B. 电压产生热量并形成推力 C. 电流产生磁场并形成吸力 D. 电荷产生声音并形成振动 12. 电感量的国际单位是（ ） A. 亨利 B. 法拉 C. 特斯拉 D. 韦伯 13. 在线圈匝数一定时，感应电动势较大的是（ ） A. 线圈电阻较大的线圈 B. 磁通量变化较慢的线圈 C. 磁通量保持不变的线圈 D. 磁通量变化较快的线圈 14. 下列关于电磁铁的说法中，正确的是（ ） A. 电磁铁是永久磁铁 B. 电磁铁的磁性强弱只与电流大小有关 C. 电磁铁的磁性强弱与线圈匝数无关 D. 电磁铁的磁性有无可以通过通断电来控制 15. 变压器实现电压变换所依据的主要原理是（ ） A. 线圈之间的电磁感应 B. 导体之间的摩擦起电 C. 电阻产生的热效应 D. 电流产生的化学效应 16. 自感现象是指（ ） A. 线圈中的电流通过导体时产生的热量 B. 线圈中的电流变化时，导体自身产生的电磁感应现象 C. 线圈中的电流在导体中流动时遇到的阻力 D. 磁场对运动电荷的作用力 17. 如图所示，长度为L 的导体 AB 在磁感应强度为B的均匀磁场中以O为轴以速度v匀速按逆时针转动，下列说法正确的是（ ） A. 导体AB产生感应电动势A点电位高 B. 导体AB产生感应电动势B点电位高 C. 导体AB产生感应电动势2BLV D. 导体AB不产生感应电动势 18. 通电直导线置于磁场中，导线受到向左的作用力。已知磁场方向垂直纸面向里，导线中电流方向向上，则该现象符合（ ） A. 右手定则 B. 左手定则 C. 右手螺旋定则 D. 安培定则 19. 无线充电技术的基本原理是（ ） A. 以上都对 B. 电流的磁效应 C. 电磁共振 D. 电磁感应 20. 通有电流的直导线周围存在（ ） A. 环绕导线的磁场 B. 沿导线传播的光场 C. 垂直导线的热场 D. 指向导线内部的电场 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 磁场的基本物理量包括磁感应强度和磁通量。（ ） 22. 磁场强度与磁感应强度成正比，与磁导率成反比。（ ） 23. 当导体切割磁感线运动，或线圈中磁通量发生变化时，导体或线圈中会产生感应电动势。（ ） 24. 汽车喇叭电路中，按下喇叭按钮时，电磁铁产生磁性吸引衔铁，使触点闭合，喇叭发声。（ ） 25. 动合继电器：没有电流流过线圈时，触点闭合，有电流流过线圈时，触点断开。（ ） 26. 电磁继电器不能实现远距离操纵和自动控制。（ ） 27. 根据法拉第电磁感应定律，线圈中的感应电动势与磁通量的变化率成反比。 （ ） 28. 互感系数的单位是欧姆。 （ ） 29. 用左手握住通电直导线，让拇指指向电流的方向，则四指环绕的方向就是磁感线的方向。（ ） 30. 汽车点火线圈的铁芯通常采用硅钢片叠成，以减少涡流损耗。（ ） 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 简述汽车电磁继电器在控制大电流负载电路中的作用，并说明控制电路与主电路之间的关系。 32. 简述汽车点火线圈将低压电转变为高压电的工作过程。 33. 说明汽车直流执行器线圈接通和断电时电感的作用，并写出断电瞬间常用的保护措施。 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 汽车维修实训中心检修某车型车门锁电磁执行器。已知铁芯需要达到磁感应强度 才能可靠吸合衔铁，铁芯横截面积 ，磁阻 ，线圈匝数 匝。忽略漏磁，控制模块检测到线圈工作电流为 。（1）计算铁芯中的磁通量。（2）计算线圈达到吸合条件所需的磁动势和电流。（3）判断检测到的工作电流能否使衔铁可靠吸合，并提出一项改进措施。 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 $