第9卷 磁场和磁路（A卷） 河北省（对口升学）《电工技术基础与技能》（高教版·第4版） 单元过关卷

河北省（对口升学）电子电工类 《电工技术基础与技能》（高教版·第4版） 磁场和磁路（A卷） 单元过关卷 时间：60分钟 总分：100分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、填空题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 1. 磁场的磁感应强度B与磁介质的磁导率______。（填“有关”或“无关”） 【答案】有关 【解析】磁感应强度B与磁场强度H及磁介质的磁导率μ有关，关系式为B=μH。因此应填“有关”。 2. 固定的通电矩形导线框abcd与可移动的长通电直导线MN在同一平面内，电流方向如图所示，ab边与MN平行，直导线MN将______平动。（填“向左”“向右”或“不动”） 【答案】向右 3. 磁导率是描述物质对磁场的响应程度，其单位是______。 【答案】亨利/米（H/m） 【解析】磁导率的单位是亨利/米（H/m），表示单位长度内物质对磁场的响应能力。 4. 稀土永磁磁铁的居里温度较高，因此适用于______温度下的应用。 【答案】高温 【解析】稀土永磁磁铁的居里温度较高，因此适用于高温下的应用。 5. 如图所示，把20匝的矩形通电线圈放在磁感应强度B=2T的磁场中，已知线圈每边长L=0.2m，通过的电流I=2A，当线圈平面与磁场平行时，作用在线圈上的电磁转矩M=______。 【答案】3.2N 6. 一根与磁场方向垂直的通电直导线会受到______的作用，其大小为______（用、、表示）。 【答案】① 电磁力（安培力） ② 【解析】通电直导线与磁场方向垂直放置时所受到的作用称为电磁力，也称安培力，其大小为。 7. 磁阻与磁路的______成正比，与磁路的横截面积成反比。 【答案】长度 【解析】磁阻的计算公式为。在磁导率μ一定时，磁阻与磁路长度成正比，与磁路横截面积成反比。因此应填“长度”。 8. bc段曲线叫______，这时H值是为克服剩磁所加的磁场强度，称为______，用H表示。 【答案】① 退磁曲线 ② 矫顽磁力 9. 在实际中，磁屏蔽可应用于电子设备、医疗设备以及______等领域。 【答案】航空航天 【解析】磁屏蔽在航空航天领域中也有重要应用，以减小外部磁场对航天器件的干扰。 10. 铁磁性物质在外磁场的作用下会发生______过程，即在外磁场作用下磁化强度增大到一定值后不再增加。 【答案】饱和 【解析】铁磁性物质在外磁场的作用下会发生饱和过程，即在外磁场作用下磁化强度增大到一定值后不再增加。 二、单项选择题（本大题共15小题，每题3分，共45分） 11. 磁场的基本性质是对放入其中的______有力的作用。（ ） A. 导体 B. 绝缘体 C. 磁体 D. 电流 【答案】C 【解析】磁场对放入其中的磁体有力的作用。故选C。 12. 一个闭合电路中有电流流过，此时闭合电路内的磁场分布情况是（ ） A. 整个闭合电路周围均匀产生磁场 B. 仅在电流元周围产生磁场 C. 无磁场产生 D. 电流周围产生方向与电流垂直的磁场 【答案】A 【解析】闭合电路中有电流通过时，电流周围会产生磁场。磁场方向可由右手螺旋定则确定，在导线附近通常表现为围绕电流方向的环形分布，局部方向与电流方向垂直。因此应选D。 13. 在图所示的装置中，蹄形软铁芯的磁极A端是（ ） A. N极 B. S极 C. 任意极 D. 无磁性端 【答案】B 14. 在电磁场理论中，安培环路定理描述了（ ） A. 电场强度和电流密度的关系。 B. 磁场强度和电流密度的关系。 C. 磁场强度和磁通量的关系。 D. 电场强度和电势的关系。 【答案】B 【解析】安培环路定理表明，磁场强度H沿任意闭合回路的线积分等于该闭合回路所包围的电流，即；用电流密度表示时，等于所包围区域内电流密度的面积积分。因此该定理描述的是磁场强度和电流密度（或电流）之间的关系，应选B。 15. 在磁路中，磁场强度和磁阻的关系是：（ ） A. 磁场强度与磁阻成正比 B. 磁场强度与磁阻成反比 C. 磁场强度与磁阻无关 D. 磁场强度是磁阻的平方 【答案】C：磁场强度与磁阻无关 【解析】在磁路中，磁场强度H通常由线圈的安匝数NI和磁路长度l决定，即H=NI/l；磁阻Rm=l/(μA)，主要影响磁通量Φ=NI/Rm。题目未给出其他限定条件，磁场强度与磁阻不存在直接的正比关系，因此在现有选项中选C。 16. 下列关于通电螺线管的说法，错误的是（ ） A. 根据电流方向可知，螺线管a端是N极，b端是S极 B. 小磁针的b端是S极 C. 利用它的原理可以制作电磁起重机 D. 当滑动变阻器向左滑动时，磁性增强 【答案】B 【解析】根据电流方向，由安培定则可知，螺线管的a端是 N极，b端是S极，故A正确；由磁极间的相互作用可知，小磁针的b端是N极，故B错误；电磁铁最直接的应用之一是电磁起重机，故C正确；当滑动变阻器向左滑动时，连入电路的电阻变小，由欧姆定律可知，电流增大，则由影响电磁铁磁性强弱的因素可知，螺线管磁性增强，故D正确。故选B。 17. 磁场中的磁通量的计算公式是？（ ） A. Φ = BA B. Φ = B/A C. Φ = B + A D. Φ = B - A 【答案】A 【解析】磁通量的一般计算公式为Φ=∫B·dA。当磁场均匀且垂直穿过面积A时，磁通量为Φ=BA。因此在题目给出的选项中选A。 18. 以下哪个单位不是磁学中常用的单位？（ ） A. 特斯拉 B. 高斯 C. 韦伯 D. 法拉 【答案】D 【解析】法拉是电学中的单位，而非磁学中的单位。 19. 一直导线平行于通电螺线管的轴线放置在螺线管的上方，如图所示，如果直导线可以自由地运动且通以方向为由a到b的电流，则导线ab受到安培力作用后的运动情况为（ ） A. 从上向下看顺时针转动并靠近螺线管 B. 从上向下看顺时针转动并远离螺线管 C. 从上向下看逆时针转动并远离螺线管 D. 从上向下看逆时针转动并靠近螺线管 【答案】D 20. 通有10A电流的导线，周围有一磁场，若磁场强度为200 A/m，则该导线周围的磁感应强度为（ ） A. 2 T B. 0.02 T C. 20 T D. 0.2 T 【答案】D 【解析】磁感应强度与磁场强度的关系为B=μH。若题设介质为空气或真空，则μ≈μ0=4π×10^-7 H/m。因此B=4π×10^-7×200=8π×10^-5 T≈2.51×10^-4 T。现有A、B、C、D四个选项均不符合该计算结果；题干还应明确导线周围的介质。 21. 哪种物质不属于铁磁性物质？（ ） A. 铜 B. 钴 C. 铁 D. 镍 【答案】A 【解析】铜不属于铁磁性物质，铁、钴和镍属于铁磁性物质。 22. 如图所示，直线电流在通电矩形线框同在纸面内，矩形线框所受磁场力的合力方向为（ ） A. 向右 B. 向左 C. 向下 D. 向上 【答案】B 【解析】本题主要考查直线电流周围磁场方向的判断和磁场力大小及方向的判断。根据安培定则，直线电流在通电矩形线框区域产生的磁场方向垂直于纸面向内。然后根据左手定则，矩形线框上、下、左、右四条边所受磁场力方向分别是向上、向下、向左、向右。上下两边受力平衡，由于直线电流的磁场随着离开导线距离的增大而减弱。所以线框左边所受磁场力大于右边，因此矩形线框所受合力向左。 23. 电磁铁在工作时，铁芯的作用是（ ） A. 增强磁场 B. 仅仅作为支撑线圈的结构 C. 减小电流 D. 改变电流方向 【答案】A 【解析】铁芯可以大大增强电磁铁产生的磁场强度，不是仅仅起支撑作用，也不能减小电流或改变电流方向。 24. 磁化曲线中的磁滞现象是指什么？（ ） A. 磁场强度随时间周期性变化 B. 磁化强度与磁场强度成线性关系 C. 磁化强度与磁场强度的非线性关系 D. 磁化强度在一定磁场下保持不变 【答案】无完全正确选项；若在现有选项中选择最接近者为C 【解析】磁滞现象是指铁磁性物质在磁化和去磁过程中，磁化强度（或磁感应强度）相对于磁场强度的变化存在滞后，材料当前的磁状态与其先前的磁化历史有关。选项C只说明磁化强度与磁场强度之间具有非线性关系，不能完整表述磁滞现象，因此现有选项中没有完全正确的答案；若必须选择最接近者，可选C。 25. 铁磁性物质在反复磁化过程中的曲线是（ ） A. 起始磁化曲线 B. 局部磁滞回线 C. 基本磁化曲线 D. 磁滞回线 【答案】D 【解析】铁磁性物质在反复磁化过程中，磁感应强度B随磁场强度H的变化轨迹形成闭合的磁滞回线。因此应选D。 三、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 26. 将一根条形磁铁截去一段后仍为条形磁铁，它仍然具有两个磁极。（ ） 【答案】正确 【解析】磁铁截去一段后，剩余部分仍然具有磁性，仍是一个磁体，磁体本身就具有两个异名磁极。故正确。 27. 磁感线是由磁北极指向磁南极。 （ ） 【答案】错误 【解析】在磁体外部，磁感线由磁北极指向磁南极；在磁体内部，磁感线由磁南极指向磁北极，因此磁感线是闭合曲线。题干表述不完整，故错误。 28. 磁通量是磁感应强度和导体运动方向的夹角的函数。（ ） 【答案】错误 【解析】磁通量是磁感应强度B和通过面积A的乘积及其方向余弦的函数，其中是磁场方向与垂直面积方向的夹角。 29. 垂直于磁场放置的通电导线的受力方向就是磁感应强度的方向。（ ） 【答案】错误 【解析】通电导线在磁场中的受力方向同时垂直于电流方向和磁感应强度方向，并不一定就是磁感应强度的方向。因此题干说法错误。 30. 图中显示曲线可得，铸铁的导磁性能比硅钢片要好得多。（ ） 【答案】错误 【解析】从曲线上可看出，在相同的磁场强度H下，硅钢片的B值最大,铸铁的B值最小，说明硅钢片的导磁性能比铸铁要好得多。 31. 磁导率是用来表示各种不同材料导磁能力强弱的物理量。（ ） 【答案】正确 【解析】磁导率是表征物质导磁性能强弱的物理量，故正确。 32. 电磁继电器的工作原理是利用电磁铁控制电路的通断（ ） 【答案】正确 【解析】电磁继电器由电磁铁、衔铁、弹簧、触点等组成，通过低压控制电路控制电磁铁的通断，进而控制高压工作电路的通断。故表述正确。 33. 电动机铁芯是由软磁性材料硅钢片制成的。（ ） 【答案】正确 【解析】电动机铁芯需要采用导磁性能好、磁滞损耗和涡流损耗小的软磁性材料，通常用硅钢片制成。因此题干说法正确。 34. 铁磁材料的磁导率小于非铁磁材料的磁导率（ ） 【答案】错误 【解析】铁磁材料的磁导率大于非铁磁材料的磁导率。故表述错误。 35. 磁滞现象引起的剩磁是十分有害的，没有什么利用价值，应尽量减小。（ ） 【答案】错误 【解析】硬磁材料的剩磁较强，不易退磁，常用来制造各种形状的永久磁铁。故错误。 四、简答题（本大题共2小题，每题5分，共10分） 36. 磁阻（Rm）的影响因素是什么？ 【答案】磁阻取决于磁路材料的磁导率（μ）、磁路长度（l）和截面积（S），公式为 Rm = l/(μS)。铁磁材料的μ远大于空气，因此空气隙会显著增大磁阻。 【解析】磁阻表示磁通通过磁路时所受到的阻碍作用，类似于电路中的电阻。对于均匀磁路，磁阻为 Rm=l/(μS)，其中 l 为磁路长度，μ 为磁路材料的磁导率，S 为磁路的有效截面积。因此，磁路越长，磁阻越大；材料磁导率越小，磁阻越大；截面积越小，磁阻越大。对于由不同材料或不同结构组成的串联磁路，各段磁阻相加，即 Rm=Σ[li/(μiS_i)]。由于铁磁材料的磁导率通常远大于空气，空气隙的磁阻通常较大，因而会显著增大磁路总磁阻。 37. 磁阻 【答案】磁阻就是磁通通过磁路时所受到的阻碍作用，用R表示。 【解析】磁阻是磁路对磁通的阻碍作用，通常用 Rm 或 ℛ 表示。对于均匀磁路，磁阻为 Rm=l/(μS)，单位为 A/Wb；其中 l 为磁路长度，μ 为磁导率，S 为有效截面积。由公式可知，磁路越长、磁导率越小或有效截面积越小，磁阻越大。 五、计算题（本大题共1小题，每题5分，共5分） 38. 某直流电磁铁采用闭合铁心结构，铁心平均磁路长度为 ，气隙长度为 ，铁心和气隙的有效截面积均为 。铁心相对磁导率为 ，励磁线圈匝数为 ，通入电流 。设漏磁和边缘效应均可忽略，真空磁导率取 。求：（1）铁心磁阻、气隙磁阻及磁路总磁阻；（2）磁路中的磁通和气隙磁感应强度；（3）忽略漏磁时，气隙处产生的电磁吸力。 【答案】（1）铁心磁阻\[\mathcal{R}_{Fe}=\frac{lFe}{μ0μ_r A}=\frac{0.40}{4π\times10-7\times1000\times4.00\times10-4}\approx7.96\times105\ A/Wb\]气隙磁阻\[\mathcal{R}_{\delta}=\frac{\delta}{μ0 A}=\frac{1.00\times10-3}{4π\times10-7\times4.00\times10-4}\approx1.99\times106\ A/Wb\]磁路总磁阻\[\mathcal{R}=\mathcal{R}_{Fe}+\mathcal{R}_{\delta}\approx2.79\times106\ A/Wb\]（2）线圈磁动势\[NI=500\times1.00=500\ A\cdot turn\]磁通\[Φ=\frac{NI}{\mathcal{R}}=\frac{500}{2.79\times106}\approx1.80\times10-4\ Wb\]气隙磁感应强度\[B=\frac{Φ}{A}=\frac{1.80\times10-4}{4.00\times10-4}\approx0.449\ T\]（3）气隙电磁吸力\[F=\frac{B2A}{2μ0}=\frac{(0.449)^2\times4.00\times10-4}{2\times4π\times10-7}\approx32.1\ N\] 【解析】换算得A=4.00×10^-4 、δ=1.00×10^-3 m。铁心与气隙串联，RFe=lFe/(μ0μrA)=7.96×105 A/Wb，Rδ=δ/(μ0A)=1.99×106 A/Wb，R=2.79×106 A/Wb。磁通Φ=NI/R=1.80×10^-4 Wb，B=Φ/A=0.449 T。忽略漏磁时，吸力F=32.1 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 $ 河北省（对口升学）电子电工类 《电工技术基础与技能》（高教版·第4版） 磁场和磁路（A卷） 单元过关卷 时间：60分钟 总分：100分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、填空题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 1. 磁场的磁感应强度B与磁介质的磁导率______。（填“有关”或“无关”） 2. 固定的通电矩形导线框abcd与可移动的长通电直导线MN在同一平面内，电流方向如图所示，ab边与MN平行，直导线MN将______平动。（填“向左”“向右”或“不动”） 3. 磁导率是描述物质对磁场的响应程度，其单位是______。 4. 稀土永磁磁铁的居里温度较高，因此适用于______温度下的应用。 5. 如图所示，把20匝的矩形通电线圈放在磁感应强度B=2T的磁场中，已知线圈每边长L=0.2m，通过的电流I=2A，当线圈平面与磁场平行时，作用在线圈上的电磁转矩M=______。 6. 一根与磁场方向垂直的通电直导线会受到______的作用，其大小为______（用、、表示）。 7. 磁阻与磁路的______成正比，与磁路的横截面积成反比。 8. bc段曲线叫______，这时H值是为克服剩磁所加的磁场强度，称为______，用H表示。 9. 在实际中，磁屏蔽可应用于电子设备、医疗设备以及______等领域。 10. 铁磁性物质在外磁场的作用下会发生______过程，即在外磁场作用下磁化强度增大到一定值后不再增加。 二、单项选择题（本大题共15小题，每题3分，共45分） 11. 磁场的基本性质是对放入其中的______有力的作用。（ ） A. 导体 B. 绝缘体 C. 磁体 D. 电流 12. 一个闭合电路中有电流流过，此时闭合电路内的磁场分布情况是（ ） A. 整个闭合电路周围均匀产生磁场 B. 仅在电流元周围产生磁场 C. 无磁场产生 D. 电流周围产生方向与电流垂直的磁场 13. 在图所示的装置中，蹄形软铁芯的磁极A端是（ ） A. N极 B. S极 C. 任意极 D. 无磁性端 14. 在电磁场理论中，安培环路定理描述了（ ） A. 电场强度和电流密度的关系。 B. 磁场强度和电流密度的关系。 C. 磁场强度和磁通量的关系。 D. 电场强度和电势的关系。 15. 在磁路中，磁场强度和磁阻的关系是：（ ） A. 磁场强度与磁阻成正比 B. 磁场强度与磁阻成反比 C. 磁场强度与磁阻无关 D. 磁场强度是磁阻的平方 16. 下列关于通电螺线管的说法，错误的是（ ） A. 根据电流方向可知，螺线管a端是N极，b端是S极 B. 小磁针的b端是S极 C. 利用它的原理可以制作电磁起重机 D. 当滑动变阻器向左滑动时，磁性增强 17. 磁场中的磁通量的计算公式是？（ ） A. Φ = BA B. Φ = B/A C. Φ = B + A D. Φ = B - A 18. 以下哪个单位不是磁学中常用的单位？（ ） A. 特斯拉 B. 高斯 C. 韦伯 D. 法拉 19. 一直导线平行于通电螺线管的轴线放置在螺线管的上方，如图所示，如果直导线可以自由地运动且通以方向为由a到b的电流，则导线ab受到安培力作用后的运动情况为（ ） A. 从上向下看顺时针转动并靠近螺线管 B. 从上向下看顺时针转动并远离螺线管 C. 从上向下看逆时针转动并远离螺线管 D. 从上向下看逆时针转动并靠近螺线管 20. 通有10A电流的导线，周围有一磁场，若磁场强度为200 A/m，则该导线周围的磁感应强度为（ ） A. 2 T B. 0.02 T C. 20 T D. 0.2 T 21. 哪种物质不属于铁磁性物质？（ ） A. 铜 B. 钴 C. 铁 D. 镍 22. 如图所示，直线电流在通电矩形线框同在纸面内，矩形线框所受磁场力的合力方向为（ ） A. 向右 B. 向左 C. 向下 D. 向上 23. 电磁铁在工作时，铁芯的作用是（ ） A. 增强磁场 B. 仅仅作为支撑线圈的结构 C. 减小电流 D. 改变电流方向 24. 磁化曲线中的磁滞现象是指什么？（ ） A. 磁场强度随时间周期性变化 B. 磁化强度与磁场强度成线性关系 C. 磁化强度与磁场强度的非线性关系 D. 磁化强度在一定磁场下保持不变 25. 铁磁性物质在反复磁化过程中的曲线是（ ） A. 起始磁化曲线 B. 局部磁滞回线 C. 基本磁化曲线 D. 磁滞回线 三、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 26. 将一根条形磁铁截去一段后仍为条形磁铁，它仍然具有两个磁极。（ ） 27. 磁感线是由磁北极指向磁南极。 （ ） 28. 磁通量是磁感应强度和导体运动方向的夹角的函数。（ ） 29. 垂直于磁场放置的通电导线的受力方向就是磁感应强度的方向。（ ） 30. 图中显示曲线可得，铸铁的导磁性能比硅钢片要好得多。（ ） 31. 磁导率是用来表示各种不同材料导磁能力强弱的物理量。（ ） 32. 电磁继电器的工作原理是利用电磁铁控制电路的通断（ ） 33. 电动机铁芯是由软磁性材料硅钢片制成的。（ ） 34. 铁磁材料的磁导率小于非铁磁材料的磁导率（ ） 35. 磁滞现象引起的剩磁是十分有害的，没有什么利用价值，应尽量减小。（ ） 四、简答题（本大题共2小题，每题5分，共10分） 36. 磁阻（Rm）的影响因素是什么？ 37. 磁阻 五、计算题（本大题共1小题，每题5分，共5分） 38. 某直流电磁铁采用闭合铁心结构，铁心平均磁路长度为 ，气隙长度为 ，铁心和气隙的有效截面积均为 。铁心相对磁导率为 ，励磁线圈匝数为 ，通入电流 。设漏磁和边缘效应均可忽略，真空磁导率取 。求：（1）铁心磁阻、气隙磁阻及磁路总磁阻；（2）磁路中的磁通和气隙磁感应强度；（3）忽略漏磁时，气隙处产生的电磁吸力。 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 $