第12卷 电磁感应（B卷） 湖南省（职教高考）《电工技术基础与技能》（高教版·第4版） 单元过关卷

湖南省（职教高考）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. 电磁炉体现了涡流的______效应。 2. 图为一演示实验电路图，图中是一带铁心的线圈，是一灯泡，开关K处于闭合状态，电路是接通的．现将电键打开，则在电路切断的瞬间，通过灯泡的电流方向是从______端到______端。 3. 涡流是一种阻碍______的电流。 4. 法拉第电磁感应定律指出，电路中感应电动势的大小与穿过这个回路的______成正比。 5. 如图所示线圈A和B间存在互感，图（a）和图（b）为线圈A和B两种不同的连接方式，图（a）中的等效电感为16mH，图（b）中的等效电感为24mH，则图______中的两线圈顺串，互感系数为______mH。 6. 穿过一个单匝闭合线圈的磁通量始终为每秒均匀增加2Wb，则该线圈中产生的感应电动势大小为______V。 7. 若线圈和电阻组成闭合电路，则电路中就有______。 8. 如图所示，绕在某铁芯上的三个线圈，其同名端是______。 9. 楞次定律是判别______的定律，楞次定律的内容是：感应电流的磁场总是______引起感应电流的磁通量的变化。 10. 空心线圈的自感系数是由______的性质决定的，与线圈截面积的大小、匝数和几何形状有关，而与线圈中通过电流的大小______。 二、单项选择题（本大题共15小题，每题3分，共45分） 11. 为了产生感应电动势，必须满足的条件是（ ） A. 磁场的强度突然减小 B. 导体处于静止状态 C. 导体处于匀强磁场中 D. 磁感应强度的变化 12. 电磁感应现象在发电机中的应用是什么（ ） A. 将机械能转化为电能 B. 将电能转化为机械能 C. 将热能转化为电能 D. 将电能转化为热能 13. 如图所示，RQRS为一正方形导线框，它以恒定速度向右进入以MN为边界的匀强磁场，磁场方向垂直线框平面，MN线与线框的边成角，E、F分别为PS和PQ的中点，关于线框中的感应电流（ ） A. 当E点经过边界MN时，感应电流最大 B. 当P点经过边界MN时，感应电流最大 C. 当F点经过边界MN时，感应电流最大 D. 当Q点经过边界MN时，感应电流最大 14. 一只具有200匝的线圈中，磁通量在0.03 s内由4 mWb均匀减小到1 mWb，则线圈中产生的平均感应电动势大小为（ ） A. 2 V B. 10 V C. 20 V D. 60 V 15. 一根导体向右穿过磁场，感应电流的方向为（ ） A. 顺时针 B. 逆时针 C. 向上 D. 向下 16. 如图所示，一个矩形线圈与通有相同大小的电流的平行直导线同一平面，而且处在两导线的中央，则（ ） A. 两电流同向时，穿过线圈的磁通量为零 B. 两电流反向时，穿过线圈的磁通量为零 C. 两电流同向、反向时，穿过线圈的磁通量相等 D. 因两电流产生的磁场是不均匀的，因此不能判定穿过线圈的磁通量是否为零 17. 在匀强磁场中，一闭合线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，下列说法正确的是（ ） A. 线圈中产生的感应电动势是一个恒定值 B. 线圈中产生的感应电动势随时间按正弦规律变化 C. 线圈中产生的感应电流是一个恒定值 D. 线圈中产生的感应电流随时间按余弦规律变化 18. 当直导体以速度v切割均匀磁感线时，感应电动势的大小与哪些因素有关（ ） A. 直导体长度和磁场强度 B. 磁感线数量和直导体形状 C. 直导体厚度和电感器参数 D. 速度v和磁感线密度 19. 如图所示的电路中，灯泡A1、A2的规格完全相同，自感线圈L的电阻可以忽略，下列说法中正确的是（ ） A. 当接通电路时，A2先亮，A1后亮，最后A2比A1亮 B. 当接通电路时，和始终一样亮 C. 当断开电路时，和都过一会儿熄灭 D. 当断开电路时，立即熄灭，过一会儿熄灭 20. 关于感应电流的方向，下列说法正确的是（ ） A. 感应电流的方向总是与原磁场方向相同 B. 感应电流的方向总是与原磁场方向相反 C. 感应电流的方向与原磁场方向无关 D. 感应电流的方向由楞次定律确定 21. 楞次定律主要描述的是（ ） A. 磁场对导体产生感应电动势的规律 B. 磁场的能量分布情况 C. 自感和互感的计算公式 D. 涡流的生成情况和方向 22. 如图所示电路中，A1、A2是两只相同的电流表，电感线圈L的直流电阻与电阻R阻值相等， 下面判断正确的是（ ） A. 开关S接通的瞬间，电流表A1的读数小于A2的读数。 B. 开关S接通的瞬间，电流表A1的读数大于A2的读数。 C. 开关S接通电路稳定后再断开的瞬间，电流表A1的读数大于A2的读数。 D. 开关S接通电路稳定后再断开的瞬间，电流表A1数等于A2的读数。 23. 在电磁感应中，阻碍磁通量变化的现象称为（ ） A. 磁阻 B. 电感 C. 自感 D. 磁滞 24. 电流变化时产生的磁场现象是由于哪个物理规律引起的（ ） A. 法拉第电磁感应定律 B. 安培环路定理 C. 高斯定理 D. 牛顿第二定律 25. 自感是指导线本身通电时产生的哪种电动势（ ） A. 恒定电动势 B. 交变电动势 C. 感应电动势 D. 内生电动势 三、计算题（本大题共5小题，每题5分，共25分） 26. 一个长度为 0.2 m 的线圈中，匝数为 100，磁通量从 0.02 Wb 均匀减少到 0.002 Wb，整个过程持续 0.1 s。求线圈的平均感应电动势，并计算感应电流，假设线圈的电阻为 2 Ω。 27. 在0.01s内通过一个线圈的电流由0.2A增加到0.4A，线圈产生5V的自感电动势。求： （1）线圈的自感系数L。 （2）如果通过该线圈的电流在0.05s内由0.5A增加到1A，产生的自感电动势又是多大？ 28. 如图所示，导体棒ab可以在金属框上无摩擦滑动，金属框的宽度为20cm，导体棒ab以2m/s的速度垂直金属框向右运动。，，，ab及金属框的电阻不计，求： （1）、中电流的大小； （2）磁场对导体棒ab的安培力； （3）、的功率； （4）外力对导体棒ab所做的功率。 29. 一个自感线圈与一个电阻R= 10Ω串联接在电源电动势E= 20V的电路中。自感系数L= 0.3H，当电路稳定后突然断开电源，假设电流在0.1s内从稳定值变为0，求自感电动势在这个过程中给电路提供的平均功率。 30. 在一个闭合线圈中，电流变化率为 500 A/s，线圈的自感为 0.8 H。在线圈附近放置一个互感系数为 0.2 H 的第二线圈，求第二线圈中产生的感应电动势。如果第二线圈的电阻为 4 Ω，求通过它的电流。 四、综合应用题（本大题共2小题，每题5分，共10分） 31. 某自动化生产线采用直流电磁继电器控制气动阀。继电器线圈的电感量为 ，线圈电流在接通后的 内由 增大到 。稳定工作时，线圈电流保持为 。（1）计算接通过程中线圈产生的平均自感电动势，并计算稳定工作时线圈储存的磁场能量。（2）断开继电器电源时，触点处可能出现电火花，判断其主要原因。（3）针对直流继电器线圈，提出一种抑制断电瞬间高电压的措施。 32. 某电子设备采用理想变压器为控制模块供电。一次线圈匝数为 匝，二次线圈匝数为 匝。铁芯中的磁通量在 内由 均匀增加到 ，二次侧接有阻值为 的负载，忽略线圈电阻。（1）根据法拉第电磁感应定律，计算一次线圈和二次线圈中的平均感应电动势。（2）计算二次侧负载电流，并求理想变压器一次侧的输入电流。（3）若保持一次线圈匝数不变，将二次线圈匝数增加到 匝，说明二次侧输出电压和负载电流将如何变化。 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 $ 湖南省（职教高考）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. 电磁炉体现了涡流的______效应。 【答案】热 【解析】电磁炉利用交变电磁场在锅体内产生涡流，涡流通过锅体电阻时产生热量，因此体现了涡流的热效应。 2. 图为一演示实验电路图，图中是一带铁心的线圈，是一灯泡，开关K处于闭合状态，电路是接通的．现将电键打开，则在电路切断的瞬间，通过灯泡的电流方向是从______端到______端。 【答案】① a ② b 【解析】在K断开前，自感线圈L中有向左的电流，断开K后瞬间，L的电流要减小，于是L中产生自感电动势，阻碍自身电流的减小，但电流还是逐渐减小为零。原来跟L并联的灯泡A，由于电源的断开，向左的电流会立即消失.但此时它却与L形成了串联的回路，L中维持的正在减弱的电流恰好从灯泡A中流过，方向由a到b.因此，灯泡不会立即熄灭，而是渐渐熄灭，将这称为自感现象 3. 涡流是一种阻碍______的电流。 【答案】磁通量变化 【解析】涡流是由磁通量变化引起的电流，它会产生磁场反作用，从而阻碍磁通量的变化。 4. 法拉第电磁感应定律指出，电路中感应电动势的大小与穿过这个回路的______成正比。 【答案】磁通变化率 【解析】法拉第电磁感应定律指出，电路中感应电动势的大小与穿过这个回路的磁通变化率成正比。 5. 如图所示线圈A和B间存在互感，图（a）和图（b）为线圈A和B两种不同的连接方式，图（a）中的等效电感为16mH，图（b）中的等效电感为24mH，则图______中的两线圈顺串，互感系数为______mH。 【答案】① （b） ② 2mH 6. 穿过一个单匝闭合线圈的磁通量始终为每秒均匀增加2Wb，则该线圈中产生的感应电动势大小为______V。 【答案】2 【解析】根据法拉第电磁感应定律，感应电动势大小等于磁通量的变化率。单匝线圈中磁通量每秒均匀增加2Wb，因此感应电动势大小为2V。 7. 若线圈和电阻组成闭合电路，则电路中就有______。 【答案】感应电流 【解析】闭合电路中的线圈发生磁通量变化时会产生感应电动势，在电阻和导线组成的闭合回路中，感应电动势驱动电荷定向移动，因而产生感应电流。 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. 楞次定律是判别______的定律，楞次定律的内容是：感应电流的磁场总是______引起感应电流的磁通量的变化。 【答案】① 感应电流的方向 ② 阻碍 【解析】楞次定律用于判别感应电流的方向。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，因此两空分别为“感应电流的方向”和“阻碍”。 10. 空心线圈的自感系数是由______的性质决定的，与线圈截面积的大小、匝数和几何形状有关，而与线圈中通过电流的大小______。 【答案】① 线圈本身 ② 无关 【解析】空心线圈的自感系数是由线圈本身的性质决定的，与线圈截面积的大小、匝数和几何形状有关，而与线圈中通过电流的大小无关。 二、单项选择题（本大题共15小题，每题3分，共45分） 11. 为了产生感应电动势，必须满足的条件是（ ） A. 磁场的强度突然减小 B. 导体处于静止状态 C. 导体处于匀强磁场中 D. 磁感应强度的变化 【答案】D 【解析】根据法拉第电磁感应定律，只有当磁感应强度发生变化时才会产生感应电动势。 12. 电磁感应现象在发电机中的应用是什么（ ） A. 将机械能转化为电能 B. 将电能转化为机械能 C. 将热能转化为电能 D. 将电能转化为热能 【答案】A 【解析】电磁感应现象在发电机中的应用是将机械能转化为电能。 13. 如图所示，RQRS为一正方形导线框，它以恒定速度向右进入以MN为边界的匀强磁场，磁场方向垂直线框平面，MN线与线框的边成角，E、F分别为PS和PQ的中点，关于线框中的感应电流（ ） A. 当E点经过边界MN时，感应电流最大 B. 当P点经过边界MN时，感应电流最大 C. 当F点经过边界MN时，感应电流最大 D. 当Q点经过边界MN时，感应电流最大 【答案】B 【解析】A选项由图可知，当E点经过边界MN时，导线框有效切割长度为RS/2所以感应电动势不是最大，则感应电流不是最大，A错误;B选项当P点经过MN时，有效切割长度最大为RS，感应电流也为最大，B正确;C选项当F点经过边界MN时，由图可知，导线框的有效切割长度为RS/2，所以感应电动势及感应电流不是最大，C错误;D选项当Q经过MN时，由图可知，有效切割长度为零，或穿过导线框的磁通量不发生变化，所以感应电动势为零，感应电流为零，所以D错误。故选B。 14. 一只具有200匝的线圈中，磁通量在0.03 s内由4 mWb均匀减小到1 mWb，则线圈中产生的平均感应电动势大小为（ ） A. 2 V B. 10 V C. 20 V D. 60 V 【答案】C 【解析】根据法拉第电磁感应定律，平均感应电动势大小为线圈匝数乘以磁通量变化量再除以变化时间，即200×（4×10-3−1×10-3）÷0.03 V，结果为20 V。 15. 一根导体向右穿过磁场，感应电流的方向为（ ） A. 顺时针 B. 逆时针 C. 向上 D. 向下 【答案】A 【解析】根据右手定则，导体向右穿过磁场时，感应电流方向为顺时针。 16. 如图所示，一个矩形线圈与通有相同大小的电流的平行直导线同一平面，而且处在两导线的中央，则（ ） A. 两电流同向时，穿过线圈的磁通量为零 B. 两电流反向时，穿过线圈的磁通量为零 C. 两电流同向、反向时，穿过线圈的磁通量相等 D. 因两电流产生的磁场是不均匀的，因此不能判定穿过线圈的磁通量是否为零 【答案】A 【解析】当电流同向时，根据右手螺旋定则，两电流在线圈处产生的磁场方向垂直于线圈，方向相反，磁通量为零；电流方向相反时，在线圈处产生的磁场方向相同，产生的磁通量不为零。故选A 17. 在匀强磁场中，一闭合线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，下列说法正确的是（ ） A. 线圈中产生的感应电动势是一个恒定值 B. 线圈中产生的感应电动势随时间按正弦规律变化 C. 线圈中产生的感应电流是一个恒定值 D. 线圈中产生的感应电流随时间按余弦规律变化 【答案】B 【解析】线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，线圈中的磁通量随时间按余弦规律变化。根据法拉第电磁感应定律，感应电动势随时间按正弦规律变化，因此选B。 18. 当直导体以速度v切割均匀磁感线时，感应电动势的大小与哪些因素有关（ ） A. 直导体长度和磁场强度 B. 磁感线数量和直导体形状 C. 直导体厚度和电感器参数 D. 速度v和磁感线密度 【答案】D 【解析】直导体切割均匀磁感线时，感应电动势大小可表示为E=Blv，其中B为磁场强度，l为有效切割磁感线的导体长度，v为运动速度。因此感应电动势与速度v和磁感线密度有关，选B。 19. 如图所示的电路中，灯泡A1、A2的规格完全相同，自感线圈L的电阻可以忽略，下列说法中正确的是（ ） A. 当接通电路时，A2先亮，A1后亮，最后A2比A1亮 B. 当接通电路时，和始终一样亮 C. 当断开电路时，和都过一会儿熄灭 D. 当断开电路时，立即熄灭，过一会儿熄灭 【答案】C 【解析】合上开关K接通电路，A2立即亮，线圈对电流的增大有阻碍作用，所以通过A1的电流慢慢变大，最后两灯泡的电压一样大，所以一样亮。故A错误，B也错误;断开开关K切断电路时，通过A2的用来的电流立即消失，线圈对电流的减小有阻碍作用，所以通过 A1的电流会慢慢变小，并且通过A2，所以两灯泡一起过一会儿熄灭。故C正确，D错误。故选C。 20. 关于感应电流的方向，下列说法正确的是（ ） A. 感应电流的方向总是与原磁场方向相同 B. 感应电流的方向总是与原磁场方向相反 C. 感应电流的方向与原磁场方向无关 D. 感应电流的方向由楞次定律确定 【答案】D 【解析】感应电流的方向由楞次定律确定，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。因此选D。 21. 楞次定律主要描述的是（ ） A. 磁场对导体产生感应电动势的规律 B. 磁场的能量分布情况 C. 自感和互感的计算公式 D. 涡流的生成情况和方向 【答案】D 【解析】楞次定律描述了涡流的生成情况和方向。 22. 如图所示电路中，A1、A2是两只相同的电流表，电感线圈L的直流电阻与电阻R阻值相等， 下面判断正确的是（ ） A. 开关S接通的瞬间，电流表A1的读数小于A2的读数。 B. 开关S接通的瞬间，电流表A1的读数大于A2的读数。 C. 开关S接通电路稳定后再断开的瞬间，电流表A1的读数大于A2的读数。 D. 开关S接通电路稳定后再断开的瞬间，电流表A1数等于A2的读数。 【答案】A 【解析】闭合S瞬间，由于线圈的电流变大，导致其产生电动势，从而阻碍电流的变大，所以电流表A1示数小于A2示数，故A正确，B错误;断开S瞬间，线圈电流变小，从而产生电动势，相当于电压会变小电源与电阻相串联，由于两电流表串联，所以电流表A1示数等于A2示数，故C、D错误，故选A。 23. 在电磁感应中，阻碍磁通量变化的现象称为（ ） A. 磁阻 B. 电感 C. 自感 D. 磁滞 【答案】C 【解析】阻碍磁通量变化的现象称为自感。 24. 电流变化时产生的磁场现象是由于哪个物理规律引起的（ ） A. 法拉第电磁感应定律 B. 安培环路定理 C. 高斯定理 D. 牛顿第二定律 【答案】A 【解析】根据自感现象的定义，电流变化时产生的磁场是由法拉第电磁感应定律引起的。 25. 自感是指导线本身通电时产生的哪种电动势（ ） A. 恒定电动势 B. 交变电动势 C. 感应电动势 D. 内生电动势 【答案】C 【解析】导线本身通电时，如果电流发生变化，导线自身的磁通量也会发生变化，从而在线圈或导线本身产生感应电动势，这种电动势称为自感电动势，属于感应电动势。因此选C。 三、计算题（本大题共5小题，每题5分，共25分） 26. 一个长度为 0.2 m 的线圈中，匝数为 100，磁通量从 0.02 Wb 均匀减少到 0.002 Wb，整个过程持续 0.1 s。求线圈的平均感应电动势，并计算感应电流，假设线圈的电阻为 2 Ω。 【答案】感应电动势 感应电流 【解析】根据法拉第电磁感应定律，感应电动势 其中 N = 100， △Φ = 0.002-0.02 = -0.018 Wb，△t = 0.1 s。 感应电流 27. 在0.01s内通过一个线圈的电流由0.2A增加到0.4A，线圈产生5V的自感电动势。求： （1）线圈的自感系数L。 （2）如果通过该线圈的电流在0.05s内由0.5A增加到1A，产生的自感电动势又是多大？ 【答案】（1） （2） 【解析】（1）利用自感电动势的公式 可得。 （2） 28. 如图所示，导体棒ab可以在金属框上无摩擦滑动，金属框的宽度为20cm，导体棒ab以2m/s的速度垂直金属框向右运动。，，，ab及金属框的电阻不计，求： （1）、中电流的大小； （2）磁场对导体棒ab的安培力； （3）、的功率； （4）外力对导体棒ab所做的功率。 【答案】（1）0.4A 0.2A （2）0.24N （3）0.32W 0.16W （4）0.48W 【解析】导体棒ab切割磁感线时，产生感应电动势，用右手定则判断感应电动势的方向为a指向b，感应电动势的大小可根据公式计算。把导体棒ab看成一个电压源与和构成闭合电路，如图所示。 （1）因为ab匀速垂直切割磁感线，所以， 则中的电流， 中的电流。 （2）中的电流， 磁场对的安培力。 （3）的功率为， 的功率为。 （4）根据能量守恒定律可知，电阻、消耗的功率等于外力对导体棒所做的功率。则 外力的功率。 29. 一个自感线圈与一个电阻R= 10Ω串联接在电源电动势E= 20V的电路中。自感系数L= 0.3H，当电路稳定后突然断开电源，假设电流在0.1s内从稳定值变为0，求自感电动势在这个过程中给电路提供的平均功率。 【答案】解：首先求自感电动势的大小，稳定时电流 断开电源时， ， ，L=0.3H，根据 得E=6V根据平均功率公式，可得P= 3.6W 30. 在一个闭合线圈中，电流变化率为 500 A/s，线圈的自感为 0.8 H。在线圈附近放置一个互感系数为 0.2 H 的第二线圈，求第二线圈中产生的感应电动势。如果第二线圈的电阻为 4 Ω，求通过它的电流。 【答案】第二线圈中的感应电动势为 E=-M(dI/dt)=-0.2×500=-100V，负号表示感应电动势方向由楞次定律确定，其大小为100V。第二线圈中的感应电流大小为 I=|E|/R=100/4=25A。 【解析】互感产生的感应电动势满足 E=-M(dI/dt)。代入 M=0.2H、dI/dt=500A/s，得 E=-0.2×500=-100V。负号表示感应电动势方向与所选正方向相反，感应电动势大小为100V。根据欧姆定律，第二线圈中的感应电流大小为 I=|E|/R=100V/4Ω=25A。 四、综合应用题（本大题共2小题，每题5分，共10分） 31. 某自动化生产线采用直流电磁继电器控制气动阀。继电器线圈的电感量为 ，线圈电流在接通后的 内由 增大到 。稳定工作时，线圈电流保持为 。（1）计算接通过程中线圈产生的平均自感电动势，并计算稳定工作时线圈储存的磁场能量。（2）断开继电器电源时，触点处可能出现电火花，判断其主要原因。（3）针对直流继电器线圈，提出一种抑制断电瞬间高电压的措施。 【答案】（1）平均自感电动势： 。磁场能量：。（2）断开电源时，线圈电流迅速减小，自感电动势阻碍电流减小，在触点两端产生较高电压，击穿空气形成电火花。（3）在线圈两端反向并联续流二极管，使断电时线圈储存的能量通过二极管释放，降低触点两端的电压。 【解析】（1）平均自感电动势为|e|=LΔI/Δt=0.25×0.60/(4.0×10^-3)=37.5 V；磁场能量W=1/2LI2=0.045 J。（2）断电时电流迅速减小，自感电动势阻碍其变化，使触点间产生高电压并击穿空气形成电火花。（3）在线圈两端反向并联续流二极管，为电流提供释放通路，降低电压尖峰。 32. 某电子设备采用理想变压器为控制模块供电。一次线圈匝数为 匝，二次线圈匝数为 匝。铁芯中的磁通量在 内由 均匀增加到 ，二次侧接有阻值为 的负载，忽略线圈电阻。（1）根据法拉第电磁感应定律，计算一次线圈和二次线圈中的平均感应电动势。（2）计算二次侧负载电流，并求理想变压器一次侧的输入电流。（3）若保持一次线圈匝数不变，将二次线圈匝数增加到 匝，说明二次侧输出电压和负载电流将如何变化。 【答案】（1）磁通量变化量为。一次侧平均感应电动势：。二次侧平均感应电动势：。（2）二次侧负载电流：。理想变压器功率相等，故。（3）二次电压变为，负载电流变为。二次匝数增加一倍，输出电压和负载电流均增加一倍。 【解析】磁通量变化率为ΔΦ/Δt=0.004/0.020=0.20 Wb/s。由E=NΔΦ/Δt，得 V、 V；5 A。理想变压器功率相等， A。二次匝数增至400匝时，80 V，10 A，输出电压和负载电流均增为原来的2倍。 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 $