第5卷 变压器、直流电机与三相交流异步电动机 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5卷 变压器、直流电机与三相交流异步电动机 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. 变压器的绕组主要用途是？（ ） A. 提供支持结构 B. 传输电能 C. 增加磁通 D. 提高效率 2. 在使用变压器时，为了减少线路中的能量损失，通常采取什么措施（ ） A. 提高输入电压 B. 降低输入电压 C. 使用高压输电 D. 使用低压输电 3. 如图所示，电路中有四个完全相同的灯泡，额定电压均为 U，额定功率为P，变压器为理想变压器，现在四个灯泡都正常发光，则变压器的匝数比 N₁：N₂、电源电压U₁分别为（ ） A. 1:2，2U B. 1:2，4U C. 2:1，4U D. 2:1，2 U 4. 当一根导线通过一个磁场时，根据安培左手定则，以下描述正确的是（ ） A. 握住导线的右手，四指指向电流的方向，拇指指向磁场的方向。 B. 握住导线的左手，四指指向电流的方向，拇指指向磁场的方向。 C. 握住导线的右手，四指指向磁场的方向，拇指指向电流的方向。 D. 握住导线的左手，四指指向磁场的方向，拇指指向电流的方向。 5. 直流电动机工作时，若电枢绕组断路，会导致（ ） A. 电机转速过快 B. 电机无法转动 C. 电机转向反转 D. 电机发热严重 6. 一台单相变压器接入频率为50 Hz的交流电源，其副边输出电压的频率为（ ） A. 50 Hz B. 25 Hz C. 100 Hz D. 0 Hz 7. 下列设备中，利用电磁感应原理工作的是（ ） A. 电磁铁 B. 电动机 C. 变压器 D. 电阻器 8. 直流电动机电枢铁心是由______而成（ ） A. 0.5mm厚的相互绝缘的硅钢片叠压 B. 整块硅钢材料 C. 0.5mm厚的薄钢板叠压 D. 整块铸钢材料 9. 电动机运转时，下列哪个定律描述了电流与磁场相互作用的规律（ ） A. 安培定律 B. 法拉第电磁感应定律 C. 麦克斯韦方程组 D. 费曼定律 10. 如图所示是一种理想的自耦变压器，线圈AB绕在一个圆环形的铁芯上，AB间加上正弦式交变电压 U，移动滑动触头P的位置，就可以调节输出电压，在输出端连接了滑动变阻器R 和理想交流电流表，变阻器的滑动触头为Q，则（ ） A. 保持P不动，将Q向下移动，电流表的读数变大 B. 保持P不动，将Q向下移动，AB 端输入功率变小 C. 保持Q不动，将 P 沿顺时针方向移动，电流表的读数变大 D. 保持Q不动，将 P 沿逆时针方向移动，AB端输入功率变小 11. 串励直流电动机的特点是什么（ ） A. 高速低转矩 B. 低速高转矩 C. 恒速运行 D. 恒转矩运行 12. 直流电机的励磁方式不包括以下哪种（ ） A. 串励 B. 并励 C. 复励 D. 磁励 13. 复合直流电机是哪两种直流电机复合而成的（ ） A. 串励和永磁直流电机 B. 并励和无刷直流电机 C. 串励和并励直流电机 D. 永磁和无刷直流电机 14. 汽车起动机的核心工作部件（电枢）是利用______原理实现旋转的。（ ） A. 通电导体在磁场中受到安培力（电磁力）作用 B. 电磁感应 C. 磁极间的相互排斥 D. 电流的热效应 15. 电动机输入功率500W，效率80%，输出机械功率为（ ） A. 400W B. 500W C. 600W D. 320W 16. 三相异步电动机的额定电压是指什么（ ） A. 电机空载时的电压 B. 电机满载时的电压 C. 电机设计时所规定的最高工作电压 D. 电机启动时的电压 17. 电动机的核心工作原理是利用（ ） A. 电磁感应现象（机械能转化为电能） B. 通电导体在磁场中受到电磁力作用（电能转化为机械能） C. 电阻的热效应 D. 电容器的充放电 18. 电动机中，转子和定子之间的气隙对电动机性能有何影响（ ） A. 气隙越大，性能越好 B. 气隙越小，性能越好 C. 气隙大小对性能无影响 D. 气隙过大或过小都会导致性能下降 19. 目前汽车上广泛使用的发电机是（ ） A. 直流发电机 B. 三相交流发电机 C. 单相交流发电机 D. 永磁发电机 20. 下列不属于新能源汽车驱动电机类型的是（ ） A. 三相感应电动机 B. 开关磁阻电动机 C. 步进电机 D. 直流电动机 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 理想变压器在变换电压时，不仅电压比固定，而且电流比也固定。（ ） 22. 变压器变换电压的作用是将输入端的电压降低或升高到所需的输出端电压。 （ ） 23. 点火线圈的初级线圈匝数比次级线圈多。（ ） 24. 一般电力变压器采用壳式，小型变压器多采用芯式。（ ） 25. 电动机的电枢绕组是由很多线圈组成的，换向片的数量随线圈数量的增加而减少。（ ） 26. 直流电机中，主磁极是转子的组成部分。（ ） 27. 直流电动机正反转电路中，接触器的互锁功能是为了防止两个接触器同时得电，从而避免电源短路。（ ） 28. 输出或输入为直流电能的旋转电机，称为直流电动机。（ ） 29. 直流电动机换向器保证电磁力矩方向不变（ ） 30. 三相异步电动机转子的转速始终低于旋转磁场转速。（ ） 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 简述变压器的基本结构及各主要部分的作用。 32. 说明改变直流电动机转向的基本方法，并说明操作时应注意的事项。 33. 如何才能使单相异步电动机产生旋转磁场？ 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 简述单相异步电动机的工作原理。 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 $ 山东省（春季高考）考纲百套卷 第5卷 变压器、直流电机与三相交流异步电动机 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. 变压器的绕组主要用途是？（ ） A. 提供支持结构 B. 传输电能 C. 增加磁通 D. 提高效率 【答案】B 【解析】变压器的绕组主要用途是传输电能，将电能从一个电路传输到另一个电路。 2. 在使用变压器时，为了减少线路中的能量损失，通常采取什么措施（ ） A. 提高输入电压 B. 降低输入电压 C. 使用高压输电 D. 使用低压输电 【答案】C 【解析】为了减少线路中的能量损失（即热损失），通常采取高压输电的方式，因为高压输电可以降低电流，从而减少线路中的电阻损失。 3. 如图所示，电路中有四个完全相同的灯泡，额定电压均为 U，额定功率为P，变压器为理想变压器，现在四个灯泡都正常发光，则变压器的匝数比 N₁：N₂、电源电压U₁分别为（ ） A. 1:2，2U B. 1:2，4U C. 2:1，4U D. 2:1，2 U 【答案】D 【解析】四个灯泡均正常发光，说明每个灯泡两端的电压均为额定电压U，电路中的电流也满足各灯泡的额定工作条件。根据图中的串、并联接法，可先由灯泡的额定电压确定变压器副边的有效值电压，再结合理想变压器的变压关系 U1/U2=N1/N2，得到 N1:N2=2:1；由图中电源电压与交流电压有效值的关系可得 U1=2√2U。因此应选D。 4. 当一根导线通过一个磁场时，根据安培左手定则，以下描述正确的是（ ） A. 握住导线的右手，四指指向电流的方向，拇指指向磁场的方向。 B. 握住导线的左手，四指指向电流的方向，拇指指向磁场的方向。 C. 握住导线的右手，四指指向磁场的方向，拇指指向电流的方向。 D. 握住导线的左手，四指指向磁场的方向，拇指指向电流的方向。 【答案】A 【解析】根据安培左手定则，如果你以右手握住导线，让四指指向电流的方向，那么拇指所指的方向就是产生的磁场方向。 5. 直流电动机工作时，若电枢绕组断路，会导致（ ） A. 电机转速过快 B. 电机无法转动 C. 电机转向反转 D. 电机发热严重 【答案】B 【解析】电枢绕组断路后，无电流通过，无法产生安培力，电机无法转动。 6. 一台单相变压器接入频率为50 Hz的交流电源，其副边输出电压的频率为（ ） A. 50 Hz B. 25 Hz C. 100 Hz D. 0 Hz 【答案】A 【解析】变压器依据电磁感应原理传递电能，只改变交流电压和电流的大小，不改变交流电的频率，因此副边输出电压频率仍为50 Hz。 7. 下列设备中，利用电磁感应原理工作的是（ ） A. 电磁铁 B. 电动机 C. 变压器 D. 电阻器 【答案】C 【解析】变压器的工作原理是电磁感应。原线圈接入交变电源后，铁芯中的磁通随时间变化，在副线圈中产生感应电动势，从而实现电压变换。电磁铁主要利用电流的磁效应，电动机主要利用通电导体在磁场中受到电磁力作用，电阻器利用电阻的耗能作用。因此选C。 8. 直流电动机电枢铁心是由______而成（ ） A. 0.5mm厚的相互绝缘的硅钢片叠压 B. 整块硅钢材料 C. 0.5mm厚的薄钢板叠压 D. 整块铸钢材料 【答案】A 【解析】同第1题，直流电动机电枢铁心由0.5mm厚的相互绝缘的硅钢片叠压而成，答案是A。 9. 电动机运转时，下列哪个定律描述了电流与磁场相互作用的规律（ ） A. 安培定律 B. 法拉第电磁感应定律 C. 麦克斯韦方程组 D. 费曼定律 【答案】B 【解析】法拉第电磁感应定律描述了电流与磁场相互作用的规律。 10. 如图所示是一种理想的自耦变压器，线圈AB绕在一个圆环形的铁芯上，AB间加上正弦式交变电压 U，移动滑动触头P的位置，就可以调节输出电压，在输出端连接了滑动变阻器R 和理想交流电流表，变阻器的滑动触头为Q，则（ ） A. 保持P不动，将Q向下移动，电流表的读数变大 B. 保持P不动，将Q向下移动，AB 端输入功率变小 C. 保持Q不动，将 P 沿顺时针方向移动，电流表的读数变大 D. 保持Q不动，将 P 沿逆时针方向移动，AB端输入功率变小 【答案】B 【解析】保持P不动时，自耦变压器的输出电压不变。根据图中的滑动变阻器接线方式，将Q向下移动会使接入电路的电阻增大，负载电流减小。由于输出电压保持不变，输出功率随电流减小而减小；理想变压器输入功率等于输出功率，因此AB端输入功率也变小。故B正确。 11. 串励直流电动机的特点是什么（ ） A. 高速低转矩 B. 低速高转矩 C. 恒速运行 D. 恒转矩运行 【答案】B 【解析】串励直流电动机的特点是电流随负载增加而增加，因此低速时转矩大，适用于需要大启动转矩的场合。 12. 直流电机的励磁方式不包括以下哪种（ ） A. 串励 B. 并励 C. 复励 D. 磁励 【答案】D 【解析】直流电机的励磁方式主要包括串励、并励和复励，磁励不是直流电机的励磁方式。 13. 复合直流电机是哪两种直流电机复合而成的（ ） A. 串励和永磁直流电机 B. 并励和无刷直流电机 C. 串励和并励直流电机 D. 永磁和无刷直流电机 【答案】C 【解析】复合直流电机是由串励和并励直流电机复合而成，结合了两者的优点。 14. 汽车起动机的核心工作部件（电枢）是利用______原理实现旋转的。（ ） A. 通电导体在磁场中受到安培力（电磁力）作用 B. 电磁感应 C. 磁极间的相互排斥 D. 电流的热效应 【答案】A 【解析】汽车起动机属于直流电动机。电枢绕组通电后处于磁场中，通电导体受到安培力（电磁力）的作用；各导体所受电磁力形成电磁转矩，带动电枢连续旋转。因此其核心工作原理是通电导体在磁场中受到安培力作用，选A。 15. 电动机输入功率500W，效率80%，输出机械功率为（ ） A. 400W B. 500W C. 600W D. 320W 【答案】A 【解析】输出功率=输入功率×效率=500×80%=400W 16. 三相异步电动机的额定电压是指什么（ ） A. 电机空载时的电压 B. 电机满载时的电压 C. 电机设计时所规定的最高工作电压 D. 电机启动时的电压 【答案】C 【解析】三相异步电动机的额定电压是指电机设计时所规定的最高工作电压。 17. 电动机的核心工作原理是利用（ ） A. 电磁感应现象（机械能转化为电能） B. 通电导体在磁场中受到电磁力作用（电能转化为机械能） C. 电阻的热效应 D. 电容器的充放电 【答案】B 【解析】电动机通电后，载流导体处在磁场中并受到电磁力作用，各部分电磁力共同形成转矩，使转子旋转，实现电能向机械能的转换。电磁感应现象主要用于发电机等设备中，电阻的热效应和电容器充放电不是电动机产生机械转矩的基本原理。因此选B。 18. 电动机中，转子和定子之间的气隙对电动机性能有何影响（ ） A. 气隙越大，性能越好 B. 气隙越小，性能越好 C. 气隙大小对性能无影响 D. 气隙过大或过小都会导致性能下降 【答案】D 【解析】气隙是转子与定子之间的空气间隔。气隙过大时，磁路磁阻增大，需要较大的励磁电流，功率因数下降，电动机性能变差；气隙过小时，容易因制造误差、热变形或转子偏心造成擦碰，并可能影响运行可靠性。因此气隙应保持在合理范围内，过大或过小都会导致电动机性能下降，选D。 19. 目前汽车上广泛使用的发电机是（ ） A. 直流发电机 B. 三相交流发电机 C. 单相交流发电机 D. 永磁发电机 【答案】B 【解析】现代汽车通常采用三相交流发电机。发动机带动发电机转子旋转，在定子三相绕组中感应出三相交流电，再经过整流装置转换为直流电，为蓄电池充电并向汽车用电设备供电。因此选B。 20. 下列不属于新能源汽车驱动电机类型的是（ ） A. 三相感应电动机 B. 开关磁阻电动机 C. 步进电机 D. 直流电动机 【答案】C 【解析】步进电机主要用于精密定位控制（如打印机），功率小，不适合作为新能源汽车驱动电机。 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 理想变压器在变换电压时，不仅电压比固定，而且电流比也固定。（ ） 【答案】正确 【解析】理想变压器满足“电压比=匝数比”“电流比=匝数反比”，电压比和电流比均由匝数比决定，保持固定。 22. 变压器变换电压的作用是将输入端的电压降低或升高到所需的输出端电压。 （ ） 【答案】正确 【解析】变压器可以根据需要将电压升高或降低到适合输出端的电压水平。 23. 点火线圈的初级线圈匝数比次级线圈多。（ ） 【答案】错误 【解析】点火线圈是一个升压变压器，其工作原理是通过次级线圈产生高压电。因此，次级线圈的匝数远多于初级线圈，以实现低压到高压的转换。 24. 一般电力变压器采用壳式，小型变压器多采用芯式。（ ） 【答案】错误 【解析】一般电力变压器采用芯式，小型变压器多采用壳式。 25. 电动机的电枢绕组是由很多线圈组成的，换向片的数量随线圈数量的增加而减少。（ ） 【答案】错误 【解析】电动机的电枢绕组是由很多线圈组成的，换向片的数量也随线圈数量的增加而增多。 26. 直流电机中，主磁极是转子的组成部分。（ ） 【答案】错误 【解析】直流电机中，主磁极是定子的组成部分，而不是转子。 27. 直流电动机正反转电路中，接触器的互锁功能是为了防止两个接触器同时得电，从而避免电源短路。（ ） 【答案】正确 【解析】互锁功能通过将一个接触器的常闭辅助触点串联到另一个接触器的控制回路中，确保两个接触器不会同时得电，从而避免电源短路，保障电路安全。 28. 输出或输入为直流电能的旋转电机，称为直流电动机。（ ） 【答案】正确 【解析】输出或输入为直流电能的旋转电机就是直流电动机。 29. 直流电动机换向器保证电磁力矩方向不变（ ） 【答案】正确 【解析】换向器自动切换绕组电流方向，维持转矩方向恒定 30. 三相异步电动机转子的转速始终低于旋转磁场转速。（ ） 【答案】正确 【解析】三相异步电动机运行时，转子必须与旋转磁场之间存在相对运动，才能在转子导体中产生感应电动势和电流，并形成电磁转矩。因此在正常电动运行状态下，转子转速n始终低于旋转磁场转速n1，转差率s=(n1-n)/n1大于零。故题述正确。 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 简述变压器的基本结构及各主要部分的作用。 【答案】（1）铁芯由硅钢片叠成，是磁通闭合的通路，可减小涡流损耗。 （2）绕组由绝缘导线绕制而成，分为原边绕组和副边绕组，用于输入和输出电能。 （3）绝缘材料将绕组、铁芯及其他带电部件隔开，保证变压器安全可靠运行。 【解析】变压器主要依靠铁芯建立交变磁通，并通过原边和副边绕组之间的电磁感应实现能量传递。回答时应说明铁芯、绕组和绝缘部分的组成及其基本作用。 32. 说明改变直流电动机转向的基本方法，并说明操作时应注意的事项。 【答案】（1）改变电枢电流方向，可以改变直流电动机的转向。 （2）改变励磁磁场方向，也可以改变直流电动机的转向。 （3）不能同时改变电枢电流方向和励磁磁场方向，否则电动机转向不变。 （4）换向前应先断开电源或使电动机停转，防止换向电流过大造成电器元件损坏。 【解析】直流电动机的电磁转矩方向由电枢电流方向和磁场方向共同决定。只改变其中一个方向会使转矩反向，同时改变两个方向时两者相对关系不变，因此转向不变。 33. 如何才能使单相异步电动机产生旋转磁场？ 【答案】在电动机定子中再增加一相绕组，而且使这两组绕组在空间位置上相差90°电角度，然后再在这两组绕组中通以具有90°相位差的两相交流电。当电流不断地随时间变化时，其磁场也就在空间不断地旋转，鼠笼转子在旋转磁场的作用下，就跟着旋转磁场向着同一个方向转动起来 【解析】单相绕组通入单相交流电只能产生随时间交替变化、空间位置基本不变的脉动磁场，不能形成启动转矩。要产生旋转磁场，需要在定子上设置主绕组和辅助绕组，使两组绕组在空间上相差90°电角度，并通过电容器等移相元件使两组绕组中的电流产生适当的相位差，通常接近90°。两组绕组的空间分布和电流相位共同作用，形成旋转磁场；鼠笼式转子在旋转磁场中产生感应电流和电磁转矩，从而启动并沿旋转磁场方向转动。 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 简述单相异步电动机的工作原理。 【答案】单相交流异步电动机的只有一相绕组的情况下，通以单相交流电后只能产生脉动磁场，在电动机定子中再增加一相绕组，而且使这两组绕组在空间上相差90°电角度，然后再在这两组绕组中通以具有 90°相位差的两相交流电。当电流不断地随时间变代时，其磁场也就在空间不断地旋转，鼠笼转子在旋转磁场的作用下，就跟着旋转磁场向着同一个方向转动起来，这就是单相异步电动机的旋转原理。 【解析】单相交流接入单相异步电动机的主绕组时，只能产生脉动磁场，电动机本身没有足够的启动转矩。实际单相异步电动机通常设置主绕组和辅助绕组，两组绕组在定子空间上相差90°电角度，并利用电容器、电阻或罩极结构等方式使辅助绕组电流与主绕组电流产生相位差，从而形成近似旋转磁场。旋转磁场切割鼠笼式转子导体，在转子中感应出电流，转子电流与磁场相互作用产生电磁转矩，带动转子旋转。转子转速低于旋转磁场转速，因此属于异步电动机。 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 $