第10卷 磁场和磁路（B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（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、单项选择题（本大题共15小题，每题3分，共45分） 1. 当线圈平面与磁场方向垂直时，穿过线圈的磁通量（ ）​ A. 最大​ B. 最小​ C. 为零​ D. 无法确定​ 【答案】A 【解析】磁通量公式为 {{math:，其中 θ 为磁场方向与线圈平面法线的夹角。线圈平面与磁场方向垂直时，线圈法线与磁场方向平行，θ=，磁通量达到最大值，因此选 A。 2. 磁场强度的单位是（ ） A. T/m B. A/m C. V/m D. T/H 【答案】B 【解析】磁场强度 H 的单位是安培每米，符号为 A/m，因此选 B。 3. 如图所示，当导线中通入电流时，小磁针N极偏转的方向是（ ） A. 垂直纸面向里 B. 垂直纸面向外 C. 平行纸面向上 D. 平行纸面向下 【答案】A 4. 磁感应强度是描述磁场______的物理量。（ ）​ A. A：磁场的强弱 B. B：磁场的方向 C. C：磁场的强弱、方向 D. D：磁场的其他特征 【答案】C 【解析】磁感应强度 B 既能表示磁场的强弱，也能表示磁场的方向，因此选 C。 5. 下列关于磁感应强度方向的说法中，错误的是（ ） A. 磁感线上某点的切线方向就是该点磁感应强度的方向 B. 磁感应强度是个标量，没有方向 C. 某处磁感应强度的方向就是该处小磁针北极所指的方向 D. 某处磁感应强度的方向就是某处磁场方向 【答案】B 【解析】A选项磁感线是为了形象地描述磁场而人为假设的曲线，曲线上每一点的切线方向都跟该点的磁场方向相同，A选项正确；B选项磁感应强度是矢量，有大小也有方向，B选项错误；C选项如果在磁场中某点放入小磁针，小磁针N极所指方向就是该点磁感线的切线方向，也就是该点的磁感应强度的方向，C选项说法正确；D选项磁感应强度是表示磁场大小和方向的物理量，所以某处磁感应强度的方向就是某处磁场方向，D选项正确。故选B 6. 如图甲所示，虚线框内有匀强磁场，1和2为垂直磁场方向放置的两个圆环，分别用Ф1和Ф2表示穿过两环的磁通量;如图乙所示，两同心圆环A和B处在同一平面内，B的半径小于A的半径。一条形磁铁的轴线与圆环平面垂直，则穿过两圆环的磁通量大小为ФA与ФB，则有（ ） A. Φ1>Φ2，ΦA>ΦB B. Φ1=Φ2，ΦA<ΦB C. Φ1<Φ2 ΦA=ΦB D. 无法比较 【答案】B 【解析】对于图甲，只有圆环1内有磁场，由环1与环2构成的环内没有磁场，所以环1和环2的磁通量是相等的，即Φ1=Φ2；对于图乙，根据磁感线的分布情况可知，磁铁内部穿过环面的磁感线方向向上，外部磁感线方向向下。由于磁感线是闭合曲线，磁铁内部的磁感线条数等于磁铁外部磁感线的总条数，而磁铁外部磁感线分布在无限大的空间，所以穿过环面的磁铁外部向下的磁感线将磁铁内部向上的磁感线抵消一部分，B的面积小，抵消较小，则磁通量较大，所以ΦB>ΦA，故选B 7. 通电线圈在匀强磁场中受到的磁力矩大小与______无关​。（ ） A. A：线圈中的电流 B. B：线圈的匝数 C. C：线圈导线的电阻 D. D：磁场的磁感应强度 【答案】C 【解析】通电线圈在匀强磁场中受到的磁力矩大小为 M=NBIS sinθ，其中N为线圈匝数，I为电流，B为磁感应强度，S为线圈面积，θ为线圈法线与磁场方向的夹角。在线圈面积和电流等条件相同的情况下，磁力矩与电流、匝数、磁感应强度有关，但与线圈导线的电阻无关，因此选C。 8. 当通电导体与磁场方向平行时，导体所受的磁场力（ ） A. A：最大 B. C：为零 C. B：最小 D. D：与导体的长度有关 【答案】B 【解析】通电直导体在磁场中所受安培力为 F=BIL sinθ，其中θ为导体与磁场方向的夹角。当导体与磁场方向平行时，θ=，sinθ=0，因此所受磁场力为零。选项B的内容为“为零”，所以选B。 9. 如图所示，在蹄形磁铁的上方放置一个可以自由运动的通电线圈abcd，最初线圈平面与蹄形磁铁处于同一竖直面内，则通电线圈运动的情况是（ ） A. ab边转向纸外，cd边转向纸里，同时向下运动 B. ab边转向纸外，cd边转向纸里，同时向上运动 C. ab边转向纸里，cd边转向纸外，同时向下运动 D. ab边转向纸里，cd边转向纸外，同时向上运动 【答案】C 【解析】在图示位置时，根据左手定则判断可得：ad边左半边所受磁场力方向向里，右半边所受磁场力方向向外，则ab边转向纸里，cd边转向纸外；从图示位置转过时，根据左手定则判断可得∶ad边所受磁场力方向向下（cd边离磁铁较远，受到的磁场力较小），所以线圈ab边转向纸里，cd边转向纸外，同时向下运动。故选C。 10. 磁路中的气隙会导致磁通量（ ） A. 磁通量增加 B. 磁通量减小 C. 磁场强度增加 D. 磁场强度减小 【答案】B 【解析】磁路磁阻为 Rm=l/(μS)，气隙的磁导率较小，加入气隙会使磁路总磁阻增大。在励磁线圈的磁动势NI不变时，根据磁路欧姆定律 Φ=NI/Rm，磁阻增大将导致磁通量减小，因此选B。 11. 磁路与电路相比，下列说法错误的是（ ） A. 磁路无“漏电”现象 B. 磁动势对应电动势 C. 磁阻对应电阻 D. 磁通对应电流 【答案】A 【解析】磁路中磁通可能部分穿出铁芯（漏磁通），类似电路的漏电现象，只是漏磁较少。 12. 如图所示，匀强磁场中的金属导体ab在外力作用下，沿导电轨道向右做匀速运动，金属导体ab所受磁场力F的方向为（ ） A. 水平向右 B. 垂直纸面向外 C. 垂直纸面向里 D. 水平向左 【答案】D 13. 制造铁心的材料是（ ） A. 硬磁材料 B. 软磁材料 C. 矩磁材料 D. 反磁材料 【答案】B 【解析】铁心需要采用导磁性能好、容易磁化和退磁的软磁材料制成，因此选 B。 14. 型号为 MZ1 的电磁铁一般是（ ） A. 起重电磁铁 B. 阀用电磁铁 C. 牵引电磁铁 D. 制动电磁铁 【答案】D 【解析】MZ1 型号的电磁铁通常指制动电磁铁。选择 D 选项 15. 铁磁性材料在磁化过程中，当外加磁场H不断增加，而测得的磁感应强度几乎不变的性质称为（ ） A. A：磁滞现象 B. B：剩磁现象 C. C：高导磁现象 D. D：磁饱和现象 【答案】D 【解析】当外加磁场 H 不断增加时，磁感应强度 B 增加到一定程度后几乎不再增加，这种现象称为磁饱和，因此选 D。 二、简答题（本大题共5小题，每题3分，共15分） 16. 简述什么是磁感应强度 【答案】磁场中垂直于磁场方向的通电直导线所受的磁场力F 与电流 I 和导线长度L的乘积 IL的比值称为通电直导线所在处的磁感应强度 B。 【解析】磁感应强度B用于描述磁场的强弱和方向。当一根长度为L、通有电流I的直导线垂直放置在磁场中时，导线所受安培力为F=BIL，因此磁感应强度定义为B=F/(IL)，单位为T（特斯拉）。 17. 一个通电的空心线圈中插入铁心后，为什么磁感应强度会增大。 【答案】通电线圈在通入电流不变时，产生的磁场强度不变。由于铁心的磁导率远高于空气的磁导率，根据B=μH可知，插入铁心后，产生的磁感应强度增大。 【解析】在通电线圈的匝数、几何尺寸和电流均不变时，根据H≈NI/l，线圈产生的磁场强度H基本不变。空气的磁导率较小，而铁心的相对磁导率远大于1，插入铁心后，线圈内部介质的磁导率μ显著增大。根据B=μH，在H基本不变的情况下，磁感应强度B随μ增大而增大，因此插入铁心后磁感应强度会增大。 18. 如图所示，有一磁感应强度为0.6T的匀强磁场，磁场中有一面积为的平面。当磁感应强度B与平面间的夹角α分别为、、时，求通过该平面的磁通分别是多少。 【答案】0 0.015Wb 0.03Wb 【解析】磁感应强度与平面不垂直时，不能直接应用公式进行计算。磁感应强度是矢量，可应用矢量分解的方法，将其分解成垂直平面的分量和平行平面的分量。平行平面的分量不穿过该平面，磁通为零；垂直平面的分量可以应用公式来计算。 磁感应强度垂直平面的分量为， α=时， ； α=时， α=时，。 19. 一根长为0.6m的直导线，垂直放入磁感应强度为2T的匀强磁场中，通过导线的电流为3A，求导线所受安培力的大小和方向。 【答案】安培力大小为3.6N；方向垂直于电流方向和磁场方向，但由于题干未给出电流方向和磁场方向，无法进一步确定是垂直纸面向里还是向外。 【解析】安培力大小由F=BILsinθ计算。由于导线垂直于磁场，θ=，所以F=2T×3A×0.6m×sin=3.6N。安培力方向由左手定则判断，始终垂直于电流方向和磁场方向；但题干没有给出电流方向和磁场方向，因此无法确定其具体是垂直纸面向里还是向外。 20. 简述软磁、硬磁和矩磁三种材料的磁滞回线的特点及应用。 【答案】（1）软磁材料的磁滞回线；磁滞回线包围面积较小，磁滞损耗较小；剩磁 和矫顽磁力较小，比较容易退磁和磁化；适用于电机、变压器的铁芯。 （2）硬磁材料的磁滞回线：磁滞回线包围面积较大，磁滞损耗较大；剩磁和矫顽磁力较大，不易退磁和磁化；适用于制造永久磁铁。 （3）矩磁材料的磁滞回线：磁滞回线接近矩形，磁滞损耗很大；较小的外磁场可使它迅速磁化，去掉外磁场后，剩磁基本不消失；适用于制造计算机的记忆元件。 【解析】磁滞回线包围的面积反映磁滞损耗的大小，剩磁Br和矫顽力Hc反映材料保持磁性的能力及退磁难易程度。软磁材料的磁滞回线较窄，包围面积小，Br和Hc较小，磁滞损耗小，易于磁化和退磁，适合用作电机、变压器等设备的铁芯。硬磁材料的磁滞回线较宽，包围面积大，Br和Hc较大，不易磁化和退磁，适合制造永久磁铁。矩磁材料的磁滞回线接近矩形，具有明显的突变特性，外磁场较小时即可迅速完成磁化和反向磁化，撤去外磁场后仍能保持基本不变的剩磁，适合制造计算机存储器等记忆元件。 三、计算题（本大题共5小题，每题4分，共20分） 21. 一根无限长直导线中通过电流 为 10 A，空气的磁导率取 。在距导线 为 0.02 m 和 为 0.05 m 处，分别求磁场强度和磁感应强度。 【答案】（1）距导线 0.02 m 处：\[H1=\frac{I}{2π r1}=\frac{10}{2π\times0.02}\approx79.58\ A/m\]\[B1=μ0H_1\approx1.00\times10-4\ T\]（2）距导线 0.05 m 处：\[H2=\frac{10}{2π\times0.05}\approx31.83\ A/m\]\[B2=μ0H_2\approx4.00\times10-5\ T\] 【解析】长直导线周围磁场强度采用 计算，磁感应强度采用 计算。距离增大后，磁场强度和磁感应强度均减小。 22. 一根有效长度为 0.25 m 的直导体，垂直放置在磁感应强度为 0.60 T 的匀强磁场中，导体中通过电流 12 A。求导体所受磁场力。若要求磁场力达到 1.20 N，在其他条件不变时，导体中应通过多大的电流？ 【答案】（1）导体与磁场垂直，磁场力为\[F=BIl\sin90^\circ\]\[F=0.60\times12\times0.25\times1=1.80\ N\]（2）所需电流为\[I=\frac{F}{Bl\sin90^\circ}\]\[I=\frac{1.20}{0.60\times0.25}=8.00\ A\] 【解析】载流直导体在磁场中的受力公式为 。导体垂直于磁场时，夹角为 ，正弦值为 1，再根据目标力反求电流。 23. 如图，导线长度为L，电流为I，磁场的磁感应强度为B （1）写出甲、乙两图中导线所受安培力的大小； （2）试推导丙图中导线所受安培力的大小。 【答案】（1）甲图：F=BIL，乙图：F=0 （2）分解磁感应强度B， 24. 某均匀环形铁芯的平均磁路长度为 0.50 m，截面积为 ，线圈匝数为 500 匝，通入电流 0.40 A。铁芯相对磁导率为 1000，忽略漏磁，求铁芯中的磁场强度、磁感应强度和磁通。 【答案】（1）磁动势为\[NI=500\times0.40=200\ A·匝\]磁场强度为\[H=\frac{NI}{l}=\frac{200}{0.50}=400\ A/m\]（2）截面积\[A=4.0\ cm2=4.0\times10-4\ m2\]磁感应强度为\[B=μ0μ_{rH}=4π\times10-7\times1000\times400\approx0.503\ T\]（3）磁通为\[Φ=BA=0.503\times4.0\times10-4\approx2.01\times10-4\ Wb\] 【解析】先由线圈匝数与电流求磁动势，再用磁路长度求磁场强度；铁芯中的磁感应强度由 确定，磁通由 求得。 25. 某电磁铁由均匀铁芯和一个长度为 1.0 mm 的空气隙组成。铁芯平均长度为 0.40 m，截面积为 ，相对磁导率为 1000，线圈匝数为 800 匝。若要求磁通为 ，忽略漏磁和铁芯磁饱和，求：（1）铁芯磁阻和空气隙磁阻；（2）线圈所需磁动势和电流；（3）铁芯与空气隙中的磁感应强度，并比较两者的磁场强度。 【答案】（1）截面积\[A=5.0\times10-4\ m2\]铁芯磁阻为\[RFe=\frac{lFe}{μ0μ_{rA}}=\frac{0.40}{4π\times10-7\times1000\times5.0\times10-4}\approx6.37\times105\ A/Wb\]空气隙磁阻为\[Rg=\frac{\delta}{μ0A}=\frac{1.0\times10-3}{4π\times10-7\times5.0\times10-4}\approx1.59\times106\ A/Wb\]（2）总磁阻为\[R=RFe+Rg\approx2.23\times106\ A/Wb\]所需磁动势为\[NI=Φ R=0.80\times10-3\times2.23\times106\approx1.78\times103\ A·匝\]线圈电流为\[I=\frac{NI}{N}=\frac{1.78\times103}{800}\approx2.23\ A\]（3）由于磁路串联且忽略漏磁，铁芯和空气隙中的磁感应强度相同：\[B=\frac{Φ}{A}=\frac{0.80\times10-3}{5.0\times10-4}=1.60\ T\]铁芯中的磁场强度约为\[HFe=\frac{B}{μ0μ_r}\approx1.27\times103\ A/m\]空气隙中的磁场强度约为\[Hg=\frac{B}{μ0}\approx1.27\times106\ A/m\]空气隙中的磁场强度约为铁芯中的 1000 倍。 【解析】串联磁路中的磁通相同，先分别计算铁芯和空气隙磁阻，再求总磁阻及磁动势。铁芯和空气隙的磁感应强度相同，但空气的磁导率远小于铁芯，因此空气隙磁场强度较大。 四、综合应用题（本大题共4小题，每题5分，共20分） 26. 某直流接触器采用均匀铁芯线圈产生工作磁场。线圈匝数为 匝，通入电流 ，铁芯平均磁路长度为 ，截面积为 ，铁芯相对磁导率为 。忽略漏磁和气隙影响，真空磁导率取 。（1）计算铁芯中的磁场强度 、磁感应强度 和磁通 。（2）若该铁芯材料的饱和磁感应强度约为 ，判断在上述工作状态下铁芯是否接近磁饱和。（3）若要减小线圈的励磁电流而保持磁动势不变，应采取什么措施？说明理由。 【答案】（1）磁场强度：\[H=\frac{NI}{l}=\frac{800\times0.50}{0.40}=1000\ A/m\]磁感应强度：\[B=μ0μ_{rH}=4π\times10-7\times1000\times1000\approx1.26\ T\]磁通：\[Φ=BA=1.26\times4.0\times10-4\approx5.03\times10-4\ Wb\]（2）铁芯中的磁感应强度约为 ，低于饱和磁感应强度 ，尚未达到磁饱和，但已较接近饱和区域。（3）应增加线圈匝数。因为磁动势 ，在磁动势保持不变时，匝数增加，所需电流即可减小。 【解析】（1）先由安培环路定律求 ，再用 求磁感应强度，最后由 求磁通。（2）将计算值与饱和参数比较即可判断。（3）磁动势取决于匝数与电流的乘积。 27. 一条形磁铁放在电磁铁上方，上端连接在固定的弹簧上。闭合电路开关后，弹簧的长度如图所示，当滑动变阻器滑片向右滑动时，弹簧会伸长。 （1）请标出电磁铁的N、S极； （2）请标出电源的“+”、“﹣”极性。 【答案】（1） （2） 28. 某电磁制动装置的有效工作部分有两根平行导体，两根导体中的电流方向相同，导体有效长度均为 l=0.18 m，处于磁感应强度 B=0.60 T 的匀强磁场中。导体中的电流为 I=4.00 A，电流方向与磁场方向垂直。装置要求实际电磁力至少达到额定负载 0.70 N 的 1.25 倍。（1）计算两根导体受到的合力。（2）计算满足安全要求时导体中的最小电流。（3）若将其中一根导体中的电流方向反向，分析电磁力可能发生的变化，并说明判断依据。 【答案】（1）补充假设两根导体中的电流方向相同，则每根导体受到的安培力为 0.432 N。两根导体受到的合力为 F=20.864 N。（2）安全要求的最小合力为 0.875 N。由 F=2BIl 得 2Bl)=0.875/(2×0.60×0.18)≈4.05 A。（3）将其中一根导体中的电流反向后，该导体所受安培力方向也随之反向，但安培力大小仍为 0.432 N。若两根导体原来受力同向，则反向后两根导体受力等大反向，合力为 0，较反向前的 0.864 N 减小为零，制动效果消失。判断依据是左手定则，安培力方向随电流方向反向而反向。 【解析】（1）安培力0.432 N；两电流同向，受力同向，合力F=2 N。（2）安全下限为1.25×0.70=0.875 N，由F=2BIl得≈4.05 A。（3）反向后该导体安培力方向反向、大小不变；两力等大反向，合力变为0。依据为左手定则。 29. 某电磁铁采用带气隙的闭合磁路，铁芯平均长度为 ，气隙长度为 ，铁芯截面积和气隙面积均为 。铁芯相对磁导率为 ，线圈匝数为 匝。设计要求气隙中的磁感应强度达到 ，忽略漏磁和边缘效应，取 。（1）计算磁路中的磁通。（2）分别计算铁芯部分和气隙部分所需的磁动势，并求线圈工作电流。（3）若线圈允许电流不超过 ，判断原线圈匝数是否满足要求；若不满足，计算至少需要增加到多少匝。 【答案】（1）磁通为\[Φ=BA=0.80\times6.0\times10-4=4.8\times10-4\ Wb\]（2）铁芯中的磁场强度为\[Hi=\frac{B}{μ0μ_r}=\frac{0.80}{4π\times10-7\times800}\approx795.8\ A/m\]铁芯部分磁动势为\[Fi=Hil_i=795.8\times0.50\approx397.9\ A\cdot turn\]气隙中的磁场强度为\[H_\delta=\frac{B}{μ0}=\frac{0.80}{4π\times10-7}\approx636619.8\ A/m\]气隙部分磁动势为\[F_\delta=H_\delta\delta=636619.8\times1.0\times10-3\approx636.6\ A\cdot turn\]总磁动势为\[Fm=Fi+F_\delta\approx1034.5\ A\cdot turn\]线圈电流为\[I=\frac{Fm}{N}=\frac{1034.5}{500}\approx2.07\ A\]（3）原线圈电流约为 ，超过允许值 ，不能满足要求。所需最少匝数为\[N=\frac{Fm}{I}=\frac{1034.5}{2.00}=517.25\]因此至少应取 匝。 【解析】（1）磁通Φ=BA=0.80×6.0×10-4=4.8×10-4 Wb。（2）铁芯磁动势Fi=Bli/(μ0μr)≈397.9 A·turn，气隙磁动势Fδ=Bδ/μ0≈636.6 A·turn，总磁动势约1034.5 A·turn，电流I=Fm/N≈2.07 A。（3）2.07 A超过2.00 A，原匝数不满足；517.25，故至少取518匝。 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T/m B. A/m C. V/m D. T/H 3. 如图所示，当导线中通入电流时，小磁针N极偏转的方向是（ ） A. 垂直纸面向里 B. 垂直纸面向外 C. 平行纸面向上 D. 平行纸面向下 4. 磁感应强度是描述磁场______的物理量。（ ）​ A. A：磁场的强弱 B. B：磁场的方向 C. C：磁场的强弱、方向 D. D：磁场的其他特征 5. 下列关于磁感应强度方向的说法中，错误的是（ ） A. 磁感线上某点的切线方向就是该点磁感应强度的方向 B. 磁感应强度是个标量，没有方向 C. 某处磁感应强度的方向就是该处小磁针北极所指的方向 D. 某处磁感应强度的方向就是某处磁场方向 6. 如图甲所示，虚线框内有匀强磁场，1和2为垂直磁场方向放置的两个圆环，分别用Ф1和Ф2表示穿过两环的磁通量;如图乙所示，两同心圆环A和B处在同一平面内，B的半径小于A的半径。一条形磁铁的轴线与圆环平面垂直，则穿过两圆环的磁通量大小为ФA与ФB，则有（ ） A. Φ1>Φ2，ΦA>ΦB B. Φ1=Φ2，ΦA<ΦB C. Φ1<Φ2 ΦA=ΦB D. 无法比较 7. 通电线圈在匀强磁场中受到的磁力矩大小与______无关​。（ ） A. A：线圈中的电流 B. B：线圈的匝数 C. C：线圈导线的电阻 D. D：磁场的磁感应强度 8. 当通电导体与磁场方向平行时，导体所受的磁场力（ ） A. A：最大 B. C：为零 C. B：最小 D. D：与导体的长度有关 9. 如图所示，在蹄形磁铁的上方放置一个可以自由运动的通电线圈abcd，最初线圈平面与蹄形磁铁处于同一竖直面内，则通电线圈运动的情况是（ ） A. ab边转向纸外，cd边转向纸里，同时向下运动 B. ab边转向纸外，cd边转向纸里，同时向上运动 C. ab边转向纸里，cd边转向纸外，同时向下运动 D. ab边转向纸里，cd边转向纸外，同时向上运动 10. 磁路中的气隙会导致磁通量（ ） A. 磁通量增加 B. 磁通量减小 C. 磁场强度增加 D. 磁场强度减小 11. 磁路与电路相比，下列说法错误的是（ ） A. 磁路无“漏电”现象 B. 磁动势对应电动势 C. 磁阻对应电阻 D. 磁通对应电流 12. 如图所示，匀强磁场中的金属导体ab在外力作用下，沿导电轨道向右做匀速运动，金属导体ab所受磁场力F的方向为（ ） A. 水平向右 B. 垂直纸面向外 C. 垂直纸面向里 D. 水平向左 13. 制造铁心的材料是（ ） A. 硬磁材料 B. 软磁材料 C. 矩磁材料 D. 反磁材料 14. 型号为 MZ1 的电磁铁一般是（ ） A. 起重电磁铁 B. 阀用电磁铁 C. 牵引电磁铁 D. 制动电磁铁 15. 铁磁性材料在磁化过程中，当外加磁场H不断增加，而测得的磁感应强度几乎不变的性质称为（ ） A. A：磁滞现象 B. B：剩磁现象 C. C：高导磁现象 D. D：磁饱和现象 二、简答题（本大题共5小题，每题3分，共15分） 16. 简述什么是磁感应强度 17. 一个通电的空心线圈中插入铁心后，为什么磁感应强度会增大。 18. 如图所示，有一磁感应强度为0.6T的匀强磁场，磁场中有一面积为的平面。当磁感应强度B与平面间的夹角α分别为、、时，求通过该平面的磁通分别是多少。 19. 一根长为0.6m的直导线，垂直放入磁感应强度为2T的匀强磁场中，通过导线的电流为3A，求导线所受安培力的大小和方向。 20. 简述软磁、硬磁和矩磁三种材料的磁滞回线的特点及应用。 三、计算题（本大题共5小题，每题4分，共20分） 21. 一根无限长直导线中通过电流 为 10 A，空气的磁导率取 。在距导线 为 0.02 m 和 为 0.05 m 处，分别求磁场强度和磁感应强度。 22. 一根有效长度为 0.25 m 的直导体，垂直放置在磁感应强度为 0.60 T 的匀强磁场中，导体中通过电流 12 A。求导体所受磁场力。若要求磁场力达到 1.20 N，在其他条件不变时，导体中应通过多大的电流？ 23. 如图，导线长度为L，电流为I，磁场的磁感应强度为B （1）写出甲、乙两图中导线所受安培力的大小； （2）试推导丙图中导线所受安培力的大小。 24. 某均匀环形铁芯的平均磁路长度为 0.50 m，截面积为 ，线圈匝数为 500 匝，通入电流 0.40 A。铁芯相对磁导率为 1000，忽略漏磁，求铁芯中的磁场强度、磁感应强度和磁通。 25. 某电磁铁由均匀铁芯和一个长度为 1.0 mm 的空气隙组成。铁芯平均长度为 0.40 m，截面积为 ，相对磁导率为 1000，线圈匝数为 800 匝。若要求磁通为 ，忽略漏磁和铁芯磁饱和，求：（1）铁芯磁阻和空气隙磁阻；（2）线圈所需磁动势和电流；（3）铁芯与空气隙中的磁感应强度，并比较两者的磁场强度。 四、综合应用题（本大题共4小题，每题5分，共20分） 26. 某直流接触器采用均匀铁芯线圈产生工作磁场。线圈匝数为 匝，通入电流 ，铁芯平均磁路长度为 ，截面积为 ，铁芯相对磁导率为 。忽略漏磁和气隙影响，真空磁导率取 。（1）计算铁芯中的磁场强度 、磁感应强度 和磁通 。（2）若该铁芯材料的饱和磁感应强度约为 ，判断在上述工作状态下铁芯是否接近磁饱和。（3）若要减小线圈的励磁电流而保持磁动势不变，应采取什么措施？说明理由。 27. 一条形磁铁放在电磁铁上方，上端连接在固定的弹簧上。闭合电路开关后，弹簧的长度如图所示，当滑动变阻器滑片向右滑动时，弹簧会伸长。 （1）请标出电磁铁的N、S极； （2）请标出电源的“+”、“﹣”极性。 28. 某电磁制动装置的有效工作部分有两根平行导体，两根导体中的电流方向相同，导体有效长度均为 l=0.18 m，处于磁感应强度 B=0.60 T 的匀强磁场中。导体中的电流为 I=4.00 A，电流方向与磁场方向垂直。装置要求实际电磁力至少达到额定负载 0.70 N 的 1.25 倍。（1）计算两根导体受到的合力。（2）计算满足安全要求时导体中的最小电流。（3）若将其中一根导体中的电流方向反向，分析电磁力可能发生的变化，并说明判断依据。 29. 某电磁铁采用带气隙的闭合磁路，铁芯平均长度为 ，气隙长度为 ，铁芯截面积和气隙面积均为 。铁芯相对磁导率为 ，线圈匝数为 匝。设计要求气隙中的磁感应强度达到 ，忽略漏磁和边缘效应，取 。（1）计算磁路中的磁通。（2）分别计算铁芯部分和气隙部分所需的磁动势，并求线圈工作电流。（3）若线圈允许电流不超过 ，判断原线圈匝数是否满足要求；若不满足，计算至少需要增加到多少匝。 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 $