第9卷 磁场和磁路（A卷） 山东省（春季高考）《电工技术基础与技能》（高教版·第4版） 单元过关卷

山东省（春季高考）电气技术类 《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、单项选择题（本大题共15小题，每题3分，共45分） 1. 磁场是由______产生的。（ ） A. 磁体 B. 电流即运动的电荷 C. 电荷 D. 磁极 2. 当一根导线中通有电流时，它周围产生的磁场会导致哪个现象？（ ） A. 静电力 B. 磁力 C. 电压 D. 火花 3. 如图所示，矩形回路上方有一固定通电长直导体，电流方向向右，要使矩形回路产生顺时针方向的感应电流，则矩形回路应向（ ） A. 向左运动 B. 向右运动 C. 向上运动 D. 向下运动 4. 下列关于电流周围存在磁场分布情况的说法中，正确的是（ ） A. 长直导线电流周围的磁场只分布在垂直于直导线的某一个平面上，且呈同心圆分布 B. 长直导线电流、环形电流和通电螺线管电流三种电流所产生的磁场中，磁感应强度的方向都可以用安培定则来判断 C. 通电螺线管周围的磁感线分布情况与条形磁铁周围的磁感线分布情况相同，且通电螺线管内无磁场分布 D. 长直导线电流周围的磁场是一系列同心圆，且距直导线距离越远处磁感线分布越密集 5. 下列表达式中的θ角是I方向与B方向夹角的是（ ） A. B. C. D. 6. 如图所示，一个电子以速度匀速飞进范围足够大的匀强电磁场，其电场和磁场方向相同，则这个电子进入电磁场后的运动是（ ） A. 匀加速直线运动 B. 匀减速运动 C. 匀速圆周运动 D. 垂直纸面向里作螺旋运动 7. 与介质磁导率无关的物理量是（ ） A. 磁感应强度 B. 磁通 C. 磁场强度 D. 磁位差 8. 关于通电导体在磁场中受力，下列说法正确的是（ ） A. 导体一定和磁感线垂直 B. 力不一定和导体垂直 C. 力一定和磁感线垂直 D. 通电导体在磁场中一定会受力 9. 如图所示匀强磁场中，当导体AB在金属轨道上快速向右滑动时，导体CD将（ ） A. 静止不动 B. 向左滑动 C. 向右滑动 D. 左右振动 10. 下列哪种情况下，通电导线受到的磁场力为零（ ） A. 电流为零 B. 磁场方向与电流方向平行 C. 导线长度为零 D. 磁场强度为零 11. 在电流与磁场方向垂直的情况下，导线受到的力的方向如何？（ ） A. 垂直于电流方向、磁场方向 B. 与电流方向平行 C. 与磁场方向平行 D. 与磁场方向垂直，与电流方向平行 12. 如图所示,该电气符号表示（ ） A. 制动电磁铁 B. 牵引电磁铁 C. 阀用电磁铁 D. 起魔电磁铁 13. 长度为l的直导体，通以电流I，放在磁感应强度为B的匀强磁场中，受到的安培力为F，则（ ） A. F一定与I、B都垂直，I和B也一定垂直 B. I一定和F、B都垂直，F和B的夹角可以是和以外的任意角 C. B一定和F、I都垂直，F和I的夹角可以是和以外的任意角 D. F一定与I、B都垂直，I和B的夹角可以是和以外的任意角 14. 有一空心圆环形螺旋线圈，螺旋线圈内的磁通为，磁路的磁动势为，则磁路的磁阻为（ ） A. B. C. D. 15. 铁磁性材料的磁化特性主要受以下哪些因素影响：（ ） A. 材料的形状 B. 光照强度 C. 温度 D. 材料的密度 二、简答题（本大题共5小题，每题3分，共15分） 16. 磁场 17. 磁场的方向如何规定？ 18. 如图所示，在与磁场垂直的平面内放一矩形金属框，框的一边AB可紧靠着框架无摩擦地滑动，试问：当AB边下落时，框中的感应电流方向如何？如果AB边的质量是，长度是0.1m，AB边的有效电阻是0.4Ω（框的其他边的电阻忽略不计），磁感应强度。求AB边匀速下落时的下落速度。 19. 一个长直螺线管，单位长度上的匝数为n，通有电流I，其内部产生匀强磁场。若螺线管内部某点的磁感应强度为B，真空磁导率为μ0求： （1）螺线管内部的磁场强度H （2）若将该螺线管置于相对磁导率为μr的介质中，求新的磁感应强度B 20. 已知一磁路的磁通为0.8Wb，磁阻为0.08。求产生该磁通所需的磁动势是多少? 三、计算题（本大题共5小题，每题4分，共20分） 21. 圆环形螺旋线圈，外径为60cm，内径为40cm，线圈匝数为1200匝，通有5A的电流，求线圈内分别为空气隙和软铁时的磁通（设软铁的相对磁导率为700H/m） 22. 已知某磁性材料的矫顽力为 240 A/m，磁导率为 μr=1000，截面积为 1.5×1，长度为 0.1 m。在材料中通以直流电流，求该磁性材料中的磁感应强度 B。 23. 如图所示，一矩形导电框架两端各串联一电阻，，，放在匀强磁场中，其磁感应强度B=5T，方向如图所示。今有一导体AB，长0．2m，以1m/s的速度在框架上向右滑动，求： （1）通过、的电流大小； （2）磁场对导体AB的作用力； （3）电阻、上消耗的功率； （4）外力作用于导体AB的功率。 24. 铁环的横截面积为一直径等于0.05米的圆形，在铁环上绕有线圈，当线圈中电流为5安时，在铁心中产生的磁通为0.003韦伯，试求线圈内磁感应强度。 25. 一个铁磁材料的磁滞回线面积为 0.02 J，如果线圈匝数为200匝，线圈中通以50Hz的交流电流，求磁滞损耗功率 P。 四、综合应用题（本大题共4小题，每题5分，共20分） 26. 一个电感线圈，匝数为 100 匝，线圈的横截面积为 0.01，放在磁感应强度为 0.5T 的匀强磁场中，磁场方向与线圈平面垂直。​ （1）求穿过该线圈的磁通量；​ （2）若将线圈从磁场中移出，历时 0.2s，求在移出过程中线圈中产生的平均感应电动势； （3）说明该电感线圈在直流电路和交流电路中的作用有何不同。​ 27. 有一根金属导线，长0.6m，质量为0.01kg，重力加速度。用两根柔软的细线悬挂在磁感应强度为0.4T的匀强磁场中，磁感线方向垂直纸面向里，如图所示。完成下列各题。 （1）金属导线在磁场中受到的安培力和金属导线的重力关系是 （ ） A. 等大同向 B. 等大反向 C. 安培力大于重力，反向 D. 安培力大于重力，同向 E. 左手定则 F. 右手定则 G. 右手螺旋定则 H. 楞次定律 I. 从右到左 J. 从左到右 K. 从里到外 L. 从外到里 28. 把一根通有电流，有效长度的导线放在匀强磁场中，当导线和磁感线垂直时，测得所受的磁力为0.06N。完成下列各题。 （1）通电导线处在磁场中受到的磁场力大小可用公式_____来计算。（ ） A. B. C. D. E. 磁场力F和磁感应强度B二者方向的夹角 F. 磁场力F和电流I二者方向的夹角 G. 磁感应强度B和电流I二者方向的夹角 H. 磁场力F和纸面垂直方向二者方向的夹角 29. 画出软磁、硬磁材料的磁滞回线，并说明它们的特点和应用。 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）电气技术类 《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、单项选择题（本大题共15小题，每题3分，共45分） 1. 磁场是由______产生的。（ ） A. 磁体 B. 电流即运动的电荷 C. 电荷 D. 磁极 【答案】B 【解析】磁场由运动电荷产生，电流即运动的电荷，因此通有电流的导体周围存在磁场。 2. 当一根导线中通有电流时，它周围产生的磁场会导致哪个现象？（ ） A. 静电力 B. 磁力 C. 电压 D. 火花 【答案】B 【解析】通有电流的导线会在其周围产生磁场，从而产生磁力。 3. 如图所示，矩形回路上方有一固定通电长直导体，电流方向向右，要使矩形回路产生顺时针方向的感应电流，则矩形回路应向（ ） A. 向左运动 B. 向右运动 C. 向上运动 D. 向下运动 【答案】D 4. 下列关于电流周围存在磁场分布情况的说法中，正确的是（ ） A. 长直导线电流周围的磁场只分布在垂直于直导线的某一个平面上，且呈同心圆分布 B. 长直导线电流、环形电流和通电螺线管电流三种电流所产生的磁场中，磁感应强度的方向都可以用安培定则来判断 C. 通电螺线管周围的磁感线分布情况与条形磁铁周围的磁感线分布情况相同，且通电螺线管内无磁场分布 D. 长直导线电流周围的磁场是一系列同心圆，且距直导线距离越远处磁感线分布越密集 【答案】B 【解析】长直导线、环形电流和通电螺线管产生的磁场方向均可用安培定则判断，因此B正确。A中长直导线周围的磁场不是只分布在某一个平面上；C中通电螺线管内部存在磁场；D中距离直导线越远，磁感应强度越小，磁感线分布越稀疏。 5. 下列表达式中的θ角是I方向与B方向夹角的是（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】安培力公式为，其中θ是电流方向与磁感应强度方向的夹角，因此A正确。 6. 如图所示，一个电子以速度匀速飞进范围足够大的匀强电磁场，其电场和磁场方向相同，则这个电子进入电磁场后的运动是（ ） A. 匀加速直线运动 B. 匀减速运动 C. 匀速圆周运动 D. 垂直纸面向里作螺旋运动 【答案】D 7. 与介质磁导率无关的物理量是（ ） A. 磁感应强度 B. 磁通 C. 磁场强度 D. 磁位差 【答案】C 【解析】磁场强度H由电流和空间位置决定，与媒介质磁导率μ无关；磁感应强度、磁通和磁位差均与μ有关，因此C正确。 8. 关于通电导体在磁场中受力，下列说法正确的是（ ） A. 导体一定和磁感线垂直 B. 力不一定和导体垂直 C. 力一定和磁感线垂直 D. 通电导体在磁场中一定会受力 【答案】C 【解析】根据安培力公式，通电导体所受安培力方向垂直于电流方向和磁场方向。因此，力一定和磁感线垂直，C正确；导体不一定和磁感线垂直，A错误；力一定和通电导体中的电流方向垂直，B错误；当电流方向与磁场方向平行时，安培力为零，因此通电导体不一定受力，D错误。故选C。 9. 如图所示匀强磁场中，当导体AB在金属轨道上快速向右滑动时，导体CD将（ ） A. 静止不动 B. 向左滑动 C. 向右滑动 D. 左右振动 【答案】C 10. 下列哪种情况下，通电导线受到的磁场力为零（ ） A. 电流为零 B. 磁场方向与电流方向平行 C. 导线长度为零 D. 磁场强度为零 【答案】B 【解析】在电流、导线长度和磁场均不为零的情况下，通电直导线所受安培力为。当磁场方向与电流方向平行时，，所以，从而。故选B。 11. 在电流与磁场方向垂直的情况下，导线受到的力的方向如何？（ ） A. 垂直于电流方向、磁场方向 B. 与电流方向平行 C. 与磁场方向平行 D. 与磁场方向垂直，与电流方向平行 【答案】A 【解析】在这种情况下，安培力的方向垂直于电流方向和磁场方向。因此选A。 12. 如图所示,该电气符号表示（ ） A. 制动电磁铁 B. 牵引电磁铁 C. 阀用电磁铁 D. 起魔电磁铁 【答案】A 13. 长度为l的直导体，通以电流I，放在磁感应强度为B的匀强磁场中，受到的安培力为F，则（ ） A. F一定与I、B都垂直，I和B也一定垂直 B. I一定和F、B都垂直，F和B的夹角可以是和以外的任意角 C. B一定和F、I都垂直，F和I的夹角可以是和以外的任意角 D. F一定与I、B都垂直，I和B的夹角可以是和以外的任意角 【答案】D 【解析】根据安培力公式，当安培力不为零时，安培力方向同时垂直于电流方向和磁场方向。电流方向与磁场方向可以不垂直，其夹角可为和以外的任意角；当两者平行或反平行时，安培力为零。因此，在安培力不为零的通常条件下，D项正确。 14. 有一空心圆环形螺旋线圈，螺旋线圈内的磁通为，磁路的磁动势为，则磁路的磁阻为（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】磁阻等于磁动势与磁通之比，即{{math:Rm=Fm/Φ，故选B。 15. 铁磁性材料的磁化特性主要受以下哪些因素影响：（ ） A. 材料的形状 B. 光照强度 C. 温度 D. 材料的密度 【答案】C 【解析】铁磁性材料的磁化特性主要受温度的影响，温度升高会降低材料的磁化性能。 二、简答题（本大题共5小题，每题3分，共15分） 16. 磁场 【答案】磁体周围存在的一种特殊的物质称为磁场。 17. 磁场的方向如何规定？ 【答案】在磁场中的任一点，放入小磁针，当小磁针静止时N极指向就是该点的磁场方向；如果用磁感线表示磁场，则在磁感线上每一点的切线方向与该点磁场方向相同。 18. 如图所示，在与磁场垂直的平面内放一矩形金属框，框的一边AB可紧靠着框架无摩擦地滑动，试问：当AB边下落时，框中的感应电流方向如何？如果AB边的质量是，长度是0.1m，AB边的有效电阻是0.4Ω（框的其他边的电阻忽略不计），磁感应强度。求AB边匀速下落时的下落速度。 【答案】 【解析】解：（1）由指向； （2）边均匀下落时，磁场力的大小等于矩形金属框自身重力大小，即， 又，， 19. 一个长直螺线管，单位长度上的匝数为n，通有电流I，其内部产生匀强磁场。若螺线管内部某点的磁感应强度为B，真空磁导率为μ0求： （1）螺线管内部的磁场强度H （2）若将该螺线管置于相对磁导率为μr的介质中，求新的磁感应强度B 【答案】（1） （2） 20. 已知一磁路的磁通为0.8Wb，磁阻为0.08。求产生该磁通所需的磁动势是多少? 【答案】解： 由磁路的欧姆定律Em=Rm，已知磁通0.8Wb，磁阻Rm=0.08，则磁动势Em =0.8Wbx0.080.064A 三、计算题（本大题共5小题，每题4分，共20分） 21. 圆环形螺旋线圈，外径为60cm，内径为40cm，线圈匝数为1200匝，通有5A的电流，求线圈内分别为空气隙和软铁时的磁通（设软铁的相对磁导率为700H/m） 【答案】， 【解析】解：（1）， ， ， （2）， 22. 已知某磁性材料的矫顽力为 240 A/m，磁导率为 μr=1000，截面积为 1.5×1，长度为 0.1 m。在材料中通以直流电流，求该磁性材料中的磁感应强度 B。 【答案】 【解析】1．计算磁场强度 但由于矫顽力已知，可以直接得出： H = 240 A/m 2.计算磁感应强度 B: 代入已知数值： 23. 如图所示，一矩形导电框架两端各串联一电阻，，，放在匀强磁场中，其磁感应强度B=5T，方向如图所示。今有一导体AB，长0．2m，以1m/s的速度在框架上向右滑动，求： （1）通过、的电流大小； （2）磁场对导体AB的作用力； （3）电阻、上消耗的功率； （4）外力作用于导体AB的功率。 【答案】（1）1A，0.5A （2）1.5N （3）1W，0.5W （4）1.5W 【解析】（1）AB棒中感应电动势；则中电流为，中电流为。 （2）磁场对导体AB的作用力。 （3）电阻、上消耗的功率和。 （4）外力作用于导体AB做功的功率。 24. 铁环的横截面积为一直径等于0.05米的圆形，在铁环上绕有线圈，当线圈中电流为5安时，在铁心中产生的磁通为0.003韦伯，试求线圈内磁感应强度。 25. 一个铁磁材料的磁滞回线面积为 0.02 J，如果线圈匝数为200匝，线圈中通以50Hz的交流电流，求磁滞损耗功率 P。 【答案】P = 200 W 【解析】1．计算磁滞损耗功率公式为： P=N×A×f 其中： ·N为匝数 ·A 为磁滞回线的面积 ·f为频率 2．代入已知数值： P = 200 × 0.02 × 50 = 200 W 四、综合应用题（本大题共4小题，每题5分，共20分） 26. 一个电感线圈，匝数为 100 匝，线圈的横截面积为 0.01，放在磁感应强度为 0.5T 的匀强磁场中，磁场方向与线圈平面垂直。​ （1）求穿过该线圈的磁通量；​ （2）若将线圈从磁场中移出，历时 0.2s，求在移出过程中线圈中产生的平均感应电动势； （3）说明该电感线圈在直流电路和交流电路中的作用有何不同。​ 【答案】（1）根据磁通量计算公式，其中 B=0.5T，S=0.01，可得。 （2）根据法拉第电磁感应定律，其中 N=100，ΔΦ=0.005Wb，Δt=0.2s，可得。 （3）电感线圈在直流电路中，由于电流不变化，感抗为零，相当于短路；在交流电路中，电流不断变化，会产生感抗，对交流电流有阻碍作用，且频率越高，感抗越大。 27. 有一根金属导线，长0.6m，质量为0.01kg，重力加速度。用两根柔软的细线悬挂在磁感应强度为0.4T的匀强磁场中，磁感线方向垂直纸面向里，如图所示。完成下列各题。 （1）金属导线在磁场中受到的安培力和金属导线的重力关系是 （ ） A. 等大同向 B. 等大反向 C. 安培力大于重力，反向 D. 安培力大于重力，同向 E. 左手定则 F. 右手定则 G. 右手螺旋定则 H. 楞次定律 I. 从右到左 J. 从左到右 K. 从里到外 L. 从外到里 【答案】BAB 28. 把一根通有电流，有效长度的导线放在匀强磁场中，当导线和磁感线垂直时，测得所受的磁力为0.06N。完成下列各题。 （1）通电导线处在磁场中受到的磁场力大小可用公式_____来计算。（ ） A. B. C. D. E. 磁场力F和磁感应强度B二者方向的夹角 F. 磁场力F和电流I二者方向的夹角 G. 磁感应强度B和电流I二者方向的夹角 H. 磁场力F和纸面垂直方向二者方向的夹角 【答案】BC 【解析】通电导线在匀强磁场中的磁力大小为，其中α为电流方向与磁感应强度方向的夹角；导线与磁感线垂直时，α为。 29. 画出软磁、硬磁材料的磁滞回线，并说明它们的特点和应用。 【答案】类型 特点 应用 软磁材料 磁滞回线较窄，磁化和去磁容易，矫顽力小，磁导率高，磁滞损耗小 广泛应用于变压器、电感器、发电机、电动机等电器元件中，用于提高磁路的效率 硬磁材料 磁滞回线较宽，磁化和去磁困难，矫顽力大，剩磁高，能长时间保持磁性 广泛应用于磁体、传感器、磁存储器等领域，如硬盘、磁头等 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 $