第12卷 电磁感应（B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） 电磁感应（B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. 当导体在磁场中做______运动或线圈中的磁通______时，导体或线圈中会产生感应电动势。 2. 如图所示，将条形磁铁插入闭合线圈，若第一次迅速插入线圈中用时0.2s，第二次缓慢插入线圈中用时1s，则第一次和第二次插入时线圈中通过的电荷量之比是______，线圈中产生的热量之比是______。 3. 感应电动势的大小与______的速度成______关系。 4. 右手定则用于判断感应电流的方向，其判断依据是______、______和______三者的关系。 5. 如图所示，a、b、c三个线圈的同名端是______和______。 6. 用楞次定律判断感应电流方向时，先确定______的方向，再根据磁通量的变化确定感应磁场的方向，最后用______确定感应电流方向。 7. 当导体相对于磁场的运动方向垂直时，感应电流的大小达到______。 8. 如图所示，绕在某铁芯上的三个线圈，其同名端是______。 9. 自感和互感对电路性能的影响主要体现在电路的______和______上。 10. 互感现象是指当一个线圈中的______变化时，另一个线圈中产生电流的现象。 二、单项选择题（本大题共15小题，每题3分，共45分） 11. 穿过磁场的导体的运动速度越快，感应电流的大小会（ ） A. 变小 B. 保持不变 C. 变大 D. 先变大后变小 12. 涡流的方向与磁场方向之间的关系是（ ） A. 垂直关系 B. 平行关系 C. 反向关系 D. 无关系 13. 如下图所示，金属线圈EFGH在下列情况下不产生感应电流的是（ ） A. 闭合开关S的瞬间 B. 开关S保持闭合时 C. 闭合开关S，滑片P向B运动 D. 金属线圈EFGH向下平移 14. 以下哪种情况会减小电磁感应中的感生电动势？（ ） A. 减小磁场的强度 B. 减小导体的长度 C. 减小导体的电阻 D. 减小导体相对于磁场的运动速度 15. 涡流对电路的影响是导致电路的（ ） A. 电容减小 B. 电阻增加 C. 阻抗变化 D. 电压降低 16. 如图所示，平行金属导轨的间距为d，一端跨接一阻值为R的电阻，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于平行轨道所在平面。一根长直金属棒斜跨在两导轨上，与导轨成角放置且接触良好，则当金属棒以垂直于棒的恒定速度v沿金属轨道滑行时，其它电阻不计，回路中的感应电流强度为（ ） A. B. C. D. 17. 在电感器中，当电流变化时，电感器内部会产生的电动势是由哪个现象引起的（ ） A. 自感 B. 互感 C. 涡流 D. 磁屏蔽 18. 感抗大小和电源频率成正比且与线圈的电感成（ ） A. 正比 B. 反比 C. 不定 D. 没关系 19. 如图所示，A、B是两个用细线悬着的闭合铝环，当合上开关S的瞬间（ ） A. A环向右运动，B环向左运动 B. A环向左运动，B环向右运动 C. A、B 环都向右运动 D. A、B 环都向左运动 20. 互感系数的值范围是？（ ） A. 0到1 B. -1到1 C. 0到无穷大 D. -∞到∞ 21. 互感对电路的影响主要与哪个因素有关（ ） A. 电流大小 B. 电感器的形状 C. 电感器之间的距离 D. 线圈的匝数 22. 如图所示，多匝线圈的电阻和电源的内电阻可忽略，两个电阻器的阻值都是R。 S原来断开，电路中电流2R)。现闭合S将一电阻器短路，于是线圈中有自感电动势产生，这个自感电动势（ ） A. 有阻碍电流的作用，最后电流由减小为零 B. 有阻碍电流的作用，最后电流由减小为零 C. 有阻碍电流增大的作用，因而电流保持， 不变 D. 有阻碍电流增大的作用，但电流最后还是要增大到2 23. 互感现象是由什么产生的电磁感应现象（ ） A. 电压 B. 电流 C. 磁场 D. 电容 24. 在电路中，如果将两个耦合线圈的同名端接反，可能会导致（ ） A. 电路电流增大 B. 电路电压升高 C. 电路无法正常工作 D. 互感系数变为零数 25. 两个具有相同同名端的电感线圈串联使用时，应将______连接在一起。（ ） A. 两个同名端 B. 两个异名端 C. 任意端 D. 一个线圈的同名端与另一个线圈的异名端 三、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 26. 涡流是指导体中由电场引起的感应电流。（ ） 27. 安培定则规定，右手握住通电直导线，大拇指指向电流方向，则四指环绕方向为磁场方向（ ） 28. 洛伦兹力的方向可以用左手定则来判断。（ ） 29. 切割磁感线时产生的感应电动势的方向由楞次定律确定。（ ） 30. 自感的大小与线圈的匝数、线圈的形状、线圈中的电流都无关。（ ） 31. 自感系数的大小与线圈的形状和尺寸无关。（ ） 32. 两个线圈顺向串联时，总自感大于反向串联。（ ） 33. 电感的单位是法拉（F）。（ ） 34. 电感具有通直流、阻交流的特性。（ ） 35. 如果两个耦合线圈的绕向相同，那么它们靠近的两端一定是同名端。（ ） 四、简答题（本大题共2小题，每题5分，共10分） 36. 什么是涡流；它通常产生在导体的哪个位置；给出一个导致涡流产生的原因。 37. 请简要解释自感现象是什么，并说明自感现象对电路中的影响。 五、计算题（本大题共1小题，每题5分，共5分） 38. 某自动化生产线的直流接触器线圈自感系数为 ，其附近安装有一只开路检测线圈，两线圈的互感系数为 。接通电源时，接触器线圈中的电流在 内由 增大到 。（1）计算接触器线圈产生的自感电动势大小。（2）计算检测线圈中产生的互感电动势大小。（3）若断开电源时，接触器线圈中的电流在 内由 降低到 ，求两线圈感应电动势的大小，并说明其极性与接通电源时有何不同。 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） 电磁感应（B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. 当导体在磁场中做______运动或线圈中的磁通______时，导体或线圈中会产生感应电动势。 【答案】① 切割磁感线 ② 发生变化 【解析】当导体切割磁感线或线圈中的磁通发生变化时，根据电磁感应定律可知，导体或线圈中会产生感应电动势。 2. 如图所示，将条形磁铁插入闭合线圈，若第一次迅速插入线圈中用时0.2s，第二次缓慢插入线圈中用时1s，则第一次和第二次插入时线圈中通过的电荷量之比是______，线圈中产生的热量之比是______。 【答案】① 1：1 ② 5：1 【解析】线圈中通过的电荷量，则两次插入时线圈中通过的电荷量之比为。线圈中产生的热量，感应电流，则两次插入时线圈中产生的热量之比为。 3. 感应电动势的大小与______的速度成______关系。 【答案】① 导体 ② 正比 【解析】感应电动势的大小与导体相对磁场的速度成正比。 4. 右手定则用于判断感应电流的方向，其判断依据是______、______和______三者的关系。 【答案】① 磁场方向 ② 导体运动方向 ③ 感应电流方向 【解析】右手定则用于判断感应电流方向时，需要依据磁场方向、导体运动方向和感应电流方向三者之间的关系。 5. 如图所示，a、b、c三个线圈的同名端是______和______。 【答案】① 2、3、5 ② 1、4、6 6. 用楞次定律判断感应电流方向时，先确定______的方向，再根据磁通量的变化确定感应磁场的方向，最后用______确定感应电流方向。 【答案】① 原磁场 ② 右手螺旋定则 【解析】楞次定律判断感应电流方向的步骤，首先要明确原磁场方向，然后看磁通量是增加还是减少来确定感应磁场方向（增反减同），最后根据右手螺旋定则（安培定则）确定感应电流方向。 7. 当导体相对于磁场的运动方向垂直时，感应电流的大小达到______。 【答案】最大值 【解析】当导体相对于磁场的运动方向垂直时，感应电动势的大小达到最大值，导致感应电流产生。 8. 如图所示，绕在某铁芯上的三个线圈，其同名端是______。 【答案】1、4、6 9. 自感和互感对电路性能的影响主要体现在电路的______和______上。 【答案】① 阻抗变化 ② 能量损耗 【解析】自感和互感对电路性能的影响主要体现在电路的阻抗变化和能量损耗上 10. 互感现象是指当一个线圈中的______变化时，另一个线圈中产生电流的现象。 【答案】电流 【解析】电流。互感现象是由电流变化引起的。 二、单项选择题（本大题共15小题，每题3分，共45分） 11. 穿过磁场的导体的运动速度越快，感应电流的大小会（ ） A. 变小 B. 保持不变 C. 变大 D. 先变大后变小 【答案】C 【解析】导体运动速度越快，感应电流的大小会变大。 12. 涡流的方向与磁场方向之间的关系是（ ） A. 垂直关系 B. 平行关系 C. 反向关系 D. 无关系 【答案】A 【解析】涡流的方向与磁场方向是垂直关系 13. 如下图所示，金属线圈EFGH在下列情况下不产生感应电流的是（ ） A. 闭合开关S的瞬间 B. 开关S保持闭合时 C. 闭合开关S，滑片P向B运动 D. 金属线圈EFGH向下平移 【答案】B 【解析】电磁感应现象是指闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生电流。这种由于磁通量变化而产生感应电动势的现象称为电磁感应。选项ACD金属线圈都有磁通量的变化，所以会产生感应电流。 14. 以下哪种情况会减小电磁感应中的感生电动势？（ ） A. 减小磁场的强度 B. 减小导体的长度 C. 减小导体的电阻 D. 减小导体相对于磁场的运动速度 【答案】D 【解析】感生电动势的大小与导体相对于磁场的运动速度成正比。 15. 涡流对电路的影响是导致电路的（ ） A. 电容减小 B. 电阻增加 C. 阻抗变化 D. 电压降低 【答案】C 【解析】涡流导致电路的阻抗变化，影响电路的性能 16. 如图所示，平行金属导轨的间距为d，一端跨接一阻值为R的电阻，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于平行轨道所在平面。一根长直金属棒斜跨在两导轨上，与导轨成角放置且接触良好，则当金属棒以垂直于棒的恒定速度v沿金属轨道滑行时，其它电阻不计，回路中的感应电流强度为（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】金属棒中产生的感应电动势E=BLv= ，通过R的电流为 故选A。 17. 在电感器中，当电流变化时，电感器内部会产生的电动势是由哪个现象引起的（ ） A. 自感 B. 互感 C. 涡流 D. 磁屏蔽 【答案】A 【解析】当电流变化时，电感器内部产生的电动势是由自感现象引起的 18. 感抗大小和电源频率成正比且与线圈的电感成（ ） A. 正比 B. 反比 C. 不定 D. 没关系 【答案】A 【解析】线圈的感抗为，因此感抗大小与电源频率和线圈的电感均成正比，故选A。 19. 如图所示，A、B是两个用细线悬着的闭合铝环，当合上开关S的瞬间（ ） A. A环向右运动，B环向左运动 B. A环向左运动，B环向右运动 C. A、B 环都向右运动 D. A、B 环都向左运动 【答案】B 【解析】当合上开关S的瞬间，线圈中电流从无到有，电流增大，产生的磁场增强。 根据楞次定律，感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。 对于A环，由于靠近线圈，磁通量变化明显，会产生感应电流，感应电流的磁场要阻碍磁通量的增加，所以A环会向左运动以远离线圈来阻碍磁通量的增加。 对于B环，同样会产生感应电流，感应电流的磁场也要阻碍磁通量的增加，所以B环会向右运动以远离线圈来阻碍磁通量的增加。 20. 互感系数的值范围是？（ ） A. 0到1 B. -1到1 C. 0到无穷大 D. -∞到∞ 【答案】A 【解析】A. 0到1。互感系数是指两个线圈之间的磁耦合程度，其值的范围是0到1之间。 21. 互感对电路的影响主要与哪个因素有关（ ） A. 电流大小 B. 电感器的形状 C. 电感器之间的距离 D. 线圈的匝数 【答案】D 【解析】互感对电路的影响主要与线圈的匝数有关 22. 如图所示，多匝线圈的电阻和电源的内电阻可忽略，两个电阻器的阻值都是R。 S原来断开，电路中电流2R)。现闭合S将一电阻器短路，于是线圈中有自感电动势产生，这个自感电动势（ ） A. 有阻碍电流的作用，最后电流由减小为零 B. 有阻碍电流的作用，最后电流由减小为零 C. 有阻碍电流增大的作用，因而电流保持， 不变 D. 有阻碍电流增大的作用，但电流最后还是要增大到2 【答案】D 23. 互感现象是由什么产生的电磁感应现象（ ） A. 电压 B. 电流 C. 磁场 D. 电容 【答案】B 【解析】互感现象是由线圈之间的电流变化引起的电磁感应现象。 24. 在电路中，如果将两个耦合线圈的同名端接反，可能会导致（ ） A. 电路电流增大 B. 电路电压升高 C. 电路无法正常工作 D. 互感系数变为零数 【答案】C 【解析】将同名端接反可能会使电路中的电磁关系紊乱，导致电路无法正常工作。A选项电流不一定增大；B选项电压不一定升高；D选项互感系数不会变为零。故选C。 25. 两个具有相同同名端的电感线圈串联使用时，应将______连接在一起。（ ） A. 两个同名端 B. 两个异名端 C. 任意端 D. 一个线圈的同名端与另一个线圈的异名端 【答案】D 【解析】两个电感线圈串联时，若将一个线圈的同名端与另一个线圈的异名端连接，两个线圈产生的感应电动势方向相同，电感量相互叠加，因此应将一个线圈的同名端与另一个线圈的异名端连接在一起，故选D。 三、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 26. 涡流是指导体中由电场引起的感应电流。（ ） 【答案】错误 【解析】涡流是由磁场引起的感应电流。 27. 安培定则规定，右手握住通电直导线，大拇指指向电流方向，则四指环绕方向为磁场方向（ ） 【答案】正确 【解析】根据安培定则，右手握住通电直导线，大拇指指向电流方向，四指弯曲环绕的方向就是磁场方向，因此题述正确。 28. 洛伦兹力的方向可以用左手定则来判断。（ ） 【答案】正确 【解析】洛伦兹力方向可用左手定则判断：伸开左手，使磁感线垂直穿过手心，四指指向正电荷的运动方向，拇指所指方向就是正电荷所受洛伦兹力的方向；负电荷所受力的方向与拇指所指方向相反。因此题述说法正确。 29. 切割磁感线时产生的感应电动势的方向由楞次定律确定。（ ） 【答案】正确 【解析】切割磁感线时，导体中产生感应电动势；其方向可依据楞次定律确定，即感应电流产生的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量变化。感应电动势的正方向与相应感应电流方向一致，因此题述说法正确。 30. 自感的大小与线圈的匝数、线圈的形状、线圈中的电流都无关。（ ） 【答案】错误 【解析】题干说自感的大小与线圈匝数、形状、线圈中的电流都无关，这一说法错误。在线性磁介质中，线圈的自感系数主要由匝数、线圈的形状和尺寸以及周围磁介质决定，与电流大小无关；当电流发生变化时，线圈会产生自感电动势，其大小满足。因此，题述说法错误。 31. 自感系数的大小与线圈的形状和尺寸无关。（ ） 【答案】错误 【解析】自感系数的大小与线圈的形状和尺寸有关。 32. 两个线圈顺向串联时，总自感大于反向串联。（ ） 【答案】正确 【解析】顺向串联总自感2M，反向为2M，故顺向更大。 33. 电感的单位是法拉（F）。（ ） 【答案】错误 【解析】电感的单位是亨利（H） 34. 电感具有通直流、阻交流的特性。（ ） 【答案】正确 【解析】直流电流产生稳定磁场，电感无感应电动势（通直流）；交流电流磁场变化，电感产生感应电动势阻碍电流（阻交流），故正确。 35. 如果两个耦合线圈的绕向相同，那么它们靠近的两端一定是同名端。（ ） 【答案】错误 【解析】仅根据绕向相同不能确定靠近的两端一定是同名端，还需要考虑线圈的具体连接方式和磁场的耦合情况等因素。故表述错误。 四、简答题（本大题共2小题，每题5分，共10分） 36. 什么是涡流；它通常产生在导体的哪个位置；给出一个导致涡流产生的原因。 【答案】涡流是导体内部因磁通量发生变化而产生的闭合感应电流。它通常分布在块状导体的内部；在高频或磁场变化较快时，由于集肤效应，涡流会较多地集中在导体表面。例如，块状金属处在交变磁场中，穿过导体内部的磁通量不断变化，导体内部产生感应电动势并形成闭合电流，即产生涡流。 【解析】根据法拉第电磁感应定律，当穿过导体内部的磁通量发生变化时，导体内部会产生感应电动势。块状导体内存在许多闭合电流回路，这些感应电流在导体内部形成闭合的环流，称为涡流。涡流通常存在于导体内部；当交变磁场频率较高或变化较快时，受集肤效应影响，涡流会更多地集中在导体表层。导致涡流产生的原因可以是导体处在交变磁场中，也可以是导体在非均匀磁场中运动。 37. 请简要解释自感现象是什么，并说明自感现象对电路中的影响。 【答案】自感是指导体自身的磁通量随导体内部电流大小改变而产生变化的现象。当电流变化时，导体内部的磁通量也会发生变化，从而产生感应电动势。这种自感现象对电路有两个主要影响：1.自感会导致电路中产生感应电动势，从而阻碍电流的变化，使电流变化缓慢，2.自感会导致电路中的能量储存，使得电路具有一定的能量存储能力。因此，在设计电路时需要考虑和利用自感的影响。 【解析】自感是指线圈中的电流发生变化时，线圈自身产生的磁通量随之变化，从而在线圈中产生感应电动势的现象。自感电动势的大小为，负号表示其方向总是阻碍原电流的变化。因此，接通电路时，自感电动势阻碍电流增大，使电流不能立即达到稳定值；断开电路时，自感电动势阻碍电流减小，可能产生较高的瞬时电压。线圈还能够以磁场形式储存能量，储能为。 五、计算题（本大题共1小题，每题5分，共5分） 38. 某自动化生产线的直流接触器线圈自感系数为 ，其附近安装有一只开路检测线圈，两线圈的互感系数为 。接通电源时，接触器线圈中的电流在 内由 增大到 。（1）计算接触器线圈产生的自感电动势大小。（2）计算检测线圈中产生的互感电动势大小。（3）若断开电源时，接触器线圈中的电流在 内由 降低到 ，求两线圈感应电动势的大小，并说明其极性与接通电源时有何不同。 【答案】（1）电流变化率为\[\frac{\Delta I}{\Delta t}=\frac{1.20-0.20}{4\times10-3}=250\ A/s\]自感电动势大小为\[eL=L\frac{\Delta I}{\Delta t}=80\times10-3\times250=20\ V\]（2）互感电动势大小为\[eM=M\frac{\Delta I}{\Delta t}=25\times10-3\times250=6.25\ V\]（3）断开电源时两线圈感应电动势大小仍分别为 和 ，但感应电动势的极性均与接通电源时相反。 【解析】电流变化率绝对值为|ΔI/Δt|=(1.20−0.20)/(4×10-3)=250 A/s。接通时，自感电动势|eL|=L|ΔI/Δt|=80×10-3×250=20 V；互感电动势|eM|=M|ΔI/Δt|=25×10-3×250=6.25 V。断开时电流变化率为−250 A/s，故两电动势大小仍分别为20 V和6.25 V，极性均与接通时相反。 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 $