第9卷 磁场和磁路（A卷） 重庆市（高职分类考试）《电工技术基础与技能》（高教版·第4版） 单元过关卷

重庆市（高职分类考试）电子信息类 《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. 当一根直导线通有电流时，在导线周围形成的磁感线的特点是（ ） A. 从南极指向北极 B. 从北极指向南极 C. 平行于导线 D. 垂直于导线 2. 下列哪个不是磁场的主要物理量？（ ） A. 磁感应强度 B. 磁通量 C. 磁化强度 D. 磁场强度 3. 如图所示，六根导线相互绝缘，所通电流均为1，区域 A、B、C、D均为相等的正方形，那么指向纸外的磁通量最大的区域是（ ） A. A区域 B. B区域 C. C区域 D. D区域 4. 磁通量 Φ=BS 的适用条件是（ ）​ A. 匀强磁场，任意平面​ B. 任意磁场，平面与磁场垂直​ C. 匀强磁场，平面与磁场垂直​ D. 任意磁场，任意平面​​ 5. 交流铁心线圈的电压是有效值一定的正弦量时，在不改变线圈匝数及电源频率情况下，增大铁心中的气隙长度，其磁通将（ ） A. 增大 B. 不变 C. 减小 D. 无法确定。 6. 如图所示，条形磁铁竖直放置，一水平圆环从磁铁上方位置Ⅰ向下运动，到达磁铁上端位置Ⅱ，套在磁铁上到达磁铁中部位置Ⅲ，再到磁铁下端位置Ⅳ，最后到磁铁下方位置Ⅴ。则圆环从Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ→Ⅳ→Ⅴ的过程中，穿过圆环的磁通的变化情况是（ ） A. 变大，变小，变大，变小 B. 变大，变大，变小，变小 C. 变大，不变，不变，变小 D. 变小，变小，变大，变大 7. 下列关于磁通的描述中，不正确的是（ ） A. 磁通是定量地描述磁场在一定面积分布情况的物理量 B. 当面积一定时，通过该面积的磁通越大，磁场就越强 C. 通过与磁场方向平行的某一面积上的磁感线的总数称为磁通量 D. 磁通的单位是Wb 8. 以下哪个物理量表示了磁场中的能量密度？（ ） A. 磁感应强度 B. 磁通 C. 磁化曲线 D. 磁能密度 9. 如图所示，磁场中通电直导体的受力情况为（ ） A. 垂直向上 B. 垂直向下 C. 水平向左 D. 水平向右 10. 有一直流铁心线圈，工作在磁化曲线的直线段，若保持电源电压不变，铁心不变，线圈电阻不变，仅使线圈匝数加倍，则（ ） A. 电流变小，铜损变小，磁感应强度B变小 B. 电流不变，铜损不变，磁感应强度B变小 C. 电流不变，铜损不变，磁感应强度B加倍 D. 电流变小，铜损变小，磁感应强度B变大 11. 把一根通电直导线放在磁场中，它受到安培力的作用，下列说法正确的是（ ） A. 安培力的方向一定和磁场方向垂直，同时一定和电流方向垂直 B. 安培力的方向一定和电流方向垂直，但不一定和磁场方向垂直 C. 安培力的方向一定和磁场方向垂直，但不一定和电流方向垂直 D. 若通电直导线受到安培力的作用，则安培力方向，磁场方向、电流方向三者之间相互垂直 12. 变压器中能够集中磁通并构成磁路的核心部件是（ ） A. 铁芯 B. 原绕组 C. 副绕组 D. 散热片 13. 电磁力的方向（ ） A. 用右手螺旋定则来判断 B. 用左手定则来判断 C. 用楞次定律来判断 D. 用右手定则来判断 14. 电磁感应现象中的特殊现象不包括（ ） A. 自感现象 B. 互感现象 C. 自感互感现象 D. 磁化现象 15. 铁磁性物质在外加磁场下磁化曲线的特点是？（ ） A. 线性变化 B. 指数变化 C. 饱和变化 D. 周期性变化 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 16. 相同面积下，磁感应强度越大，磁通越大。（ ） 17. 两个完全相同的环形螺线管，一个用硬纸板作管中介质，另一个用铁心作管中介质。当两个线圈通以相同的电流时，两线圈中的、、均相等。（ ） 18. 在磁场中，导线受到的作用力与电流方向无关。（ ） 19. 通电导体在磁场中受力的方向可用左手定则来判定。（ ） 20. 图中显示曲线可得，铸铁的导磁性能比硅钢片要好得多。（ ） 21. 磁路中的磁场强度与磁动势之间遵循安培定律。 （ ） 22. 磁路是磁感线经过的路径，所以磁感线经过磁路时不会受到阻碍作用。（ ） 23. 在磁路中与电路中的电流作用相同的物理量是磁通密度（ ） 24. 只有铁磁性物质才能被磁化，而非铁磁性物质是不能被磁化的。（ ） 25. 在磁滞回线中，磁化曲线出现不规则的起伏。 （ ） 三、填空题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 26. 电荷之间的相互作用是通过______发生的，电流与电流之间的相互作用是通过______发生的。 27. 当无外磁场作用时，磁畴排列杂乱无章，磁性相互抵消，对外______。 28. 如图所示，长10cm的导线ab，通有3A电流，电流方向从a→b，将导线沿垂直磁力线方向放在一匀强磁场中，测得ab所受磁场力为0.6N，则该区域的磁感应强度为______。 29. 任何磁体的周围都存在着______。 30. 磁感应线的密度越大，表示该区域的磁场______。 31. 磁感应强度是一个矢量，方向与该点______一致。 32. 如图所示，在磁感应强度的匀强磁场中，长为的导体斜搭在金属框架上，导体与框架夹角为，以的速度向右滑动，电容器的电容，则电容器上所带电量为______。 33. 单位面积上的磁通量叫做______。​ 34. 通电平行导体间有相互作用力，当两电流方向相同时是______力，当两电流方向相反时是______力。 35. 磁场对永久磁铁的作用，实质上是磁场对永久磁铁的______的作用。 四、综合应用题（本大题共3小题，每题5分，共15分） 36. 某电子设备厂检修一台直流电磁执行器，其铁芯磁路平均长度为 ，气隙长度为 ，铁芯和气隙的有效截面积均为 。线圈匝数为 匝，工作电流为 ，铁芯相对磁导率为 。忽略漏磁和气隙边缘效应，取 。（1）计算铁芯磁阻、气隙磁阻、总磁阻以及磁路中的磁通和气隙磁感应强度。（2）若因装配不良使气隙增大到 ，计算此时的气隙磁感应强度，并判断其变化情况。（3）结合计算结果，说明提高该执行器吸力时可采取的两项改进措施，并指出其中一项措施的限制。 37. 如图所示，某一有界匀强磁场，磁感应强度T，方向垂直纸面向里，在磁场中放置面积的矩形平面abcd，平行于纸面与磁感应强度方向垂直，中心线与磁场右边界重合。完成下列各题。 （1）磁通量计算表达式使用的条件是（ ） A. 匀强磁场的磁感应强度B方向与平面平行 B. 匀强磁场的磁感应强度B方向与平面垂直 C. 非匀强磁场的磁感应强度B方向与平面垂直 D. 非匀强磁场的磁感应强度B方向与平面平行 E. 平面的面积 F. 平面处于磁场中的面积 G. 平面处于磁场中并且平面与磁感应强度B方向垂直的有效面积 H. 平面处于磁场中并且平面与磁感应强度B方向平行的有效面积 38. 某电子设备厂在安装大电流直流母排时，使用两根相互平行的裸导体。两根导体中电流均为 ，方向相同，平行有效长度为 ，初始中心距为 。忽略其他导体的影响，取 。（1）计算其中一根导体在另一根导体处产生的磁感应强度。（2）计算两根导体之间的磁场力，并判断两根导体的受力方向。（3）若将两根导体的中心距减小到 ，计算磁场力的大小，并说明安装时应采取的安全改进措施。 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 $ 重庆市（高职分类考试）电子信息类 《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. 当一根直导线通有电流时，在导线周围形成的磁感线的特点是（ ） A. 从南极指向北极 B. 从北极指向南极 C. 平行于导线 D. 垂直于导线 【答案】D 【解析】通电直导线周围的磁场呈同心圆分布，磁感线所在平面与导线垂直，因此磁感线在导线附近垂直于导线。故选D。 2. 下列哪个不是磁场的主要物理量？（ ） A. 磁感应强度 B. 磁通量 C. 磁化强度 D. 磁场强度 【答案】C 【解析】磁化强度是描述物质磁化程度的物理量，而不是描述磁场的主要物理量。 3. 如图所示，六根导线相互绝缘，所通电流均为1，区域 A、B、C、D均为相等的正方形，那么指向纸外的磁通量最大的区域是（ ） A. A区域 B. B区域 C. C区域 D. D区域 【答案】B 4. 磁通量 Φ=BS 的适用条件是（ ）​ A. 匀强磁场，任意平面​ B. 任意磁场，平面与磁场垂直​ C. 匀强磁场，平面与磁场垂直​ D. 任意磁场，任意平面​​ 【答案】C 【解析】磁通量公式为Φ=BS，适用于匀强磁场且平面与磁场方向垂直的情况。 5. 交流铁心线圈的电压是有效值一定的正弦量时，在不改变线圈匝数及电源频率情况下，增大铁心中的气隙长度，其磁通将（ ） A. 增大 B. 不变 C. 减小 D. 无法确定。 【答案】B 【解析】由正弦交流电压有效值公式U=4.44fNΦ可知，电压、频率和匝数不变时，磁通不变，气隙长度变化不影响磁通。 6. 如图所示，条形磁铁竖直放置，一水平圆环从磁铁上方位置Ⅰ向下运动，到达磁铁上端位置Ⅱ，套在磁铁上到达磁铁中部位置Ⅲ，再到磁铁下端位置Ⅳ，最后到磁铁下方位置Ⅴ。则圆环从Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ→Ⅳ→Ⅴ的过程中，穿过圆环的磁通的变化情况是（ ） A. 变大，变小，变大，变小 B. 变大，变大，变小，变小 C. 变大，不变，不变，变小 D. 变小，变小，变大，变大 【答案】B 【解析】条形磁铁的磁感线分布情况如图所示，圆环从位置Ⅰ向下运动到位置Ⅱ的过程中，向上通过圆环的磁感线条数增多，穿过圆环的磁通变大；圆环从位置Ⅱ向下运动到位置Ⅲ的过程中，向下通过圆环的磁感线条数减小，向上通过圆环的磁感线条数不变，则通过圆环的净磁感线条数增多，即穿过圆环的磁通变大。由对称性可知，圆环从位置Ⅲ向下运动到位置V的过程中，通过圆环的净磁感线条数减少，穿过圆环的磁通变小。故B正确。 7. 下列关于磁通的描述中，不正确的是（ ） A. 磁通是定量地描述磁场在一定面积分布情况的物理量 B. 当面积一定时，通过该面积的磁通越大，磁场就越强 C. 通过与磁场方向平行的某一面积上的磁感线的总数称为磁通量 D. 磁通的单位是Wb 【答案】C 【解析】磁通量是通过某一面积的磁感线总数，面积与磁场方向平行时磁通量为零，因此选项C的描述不正确。 8. 以下哪个物理量表示了磁场中的能量密度？（ ） A. 磁感应强度 B. 磁通 C. 磁化曲线 D. 磁能密度 【答案】D（将选项D修正为“磁能密度”后） 【解析】表示磁场能量密度的物理量是磁能密度。一般情况下，磁能密度为w=∫H dB；在线性介质中，H与B成正比，可写为w=1/2BH。因此，将选项D修正为“磁能密度”后，故选D。 9. 如图所示，磁场中通电直导体的受力情况为（ ） A. 垂直向上 B. 垂直向下 C. 水平向左 D. 水平向右 【答案】A 10. 有一直流铁心线圈，工作在磁化曲线的直线段，若保持电源电压不变，铁心不变，线圈电阻不变，仅使线圈匝数加倍，则（ ） A. 电流变小，铜损变小，磁感应强度B变小 B. 电流不变，铜损不变，磁感应强度B变小 C. 电流不变，铜损不变，磁感应强度B加倍 D. 电流变小，铜损变小，磁感应强度B变大 【答案】C 【解析】电阻不变时电流不变；匝数加倍使磁场强度加倍，在线性段内磁感应强度加倍，铜损仍不变。 11. 把一根通电直导线放在磁场中，它受到安培力的作用，下列说法正确的是（ ） A. 安培力的方向一定和磁场方向垂直，同时一定和电流方向垂直 B. 安培力的方向一定和电流方向垂直，但不一定和磁场方向垂直 C. 安培力的方向一定和磁场方向垂直，但不一定和电流方向垂直 D. 若通电直导线受到安培力的作用，则安培力方向，磁场方向、电流方向三者之间相互垂直 【答案】A 【解析】安培力的方向一定和磁场方向垂直，同时一定和电流方向垂直，但是磁场和电流的方向不一定垂直，安培力是垂直于磁场和电流决定的平面，所以A正确。故选A。 12. 变压器中能够集中磁通并构成磁路的核心部件是（ ） A. 铁芯 B. 原绕组 C. 副绕组 D. 散热片 【答案】A 13. 电磁力的方向（ ） A. 用右手螺旋定则来判断 B. 用左手定则来判断 C. 用楞次定律来判断 D. 用右手定则来判断 【答案】B 【解析】通电导体在磁场中受到的电磁力方向，依据左手定则判定。 14. 电磁感应现象中的特殊现象不包括（ ） A. 自感现象 B. 互感现象 C. 自感互感现象 D. 磁化现象 【答案】D 【解析】电磁感应现象中的特殊现象包括自感现象和互感现象。磁化现象是物质在磁场作用下产生磁性的过程，不属于电磁感应现象中的特殊现象。因此，不包括磁化现象，故选D。 15. 铁磁性物质在外加磁场下磁化曲线的特点是？（ ） A. 线性变化 B. 指数变化 C. 饱和变化 D. 周期性变化 【答案】C 【解析】铁磁性物质在外加磁场下，磁化曲线呈饱和关系，即当外加磁场足够大时，磁化强度不再随外加磁场的增大而线性增加，而是趋于稳定。 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 16. 相同面积下，磁感应强度越大，磁通越大。（ ） 【答案】错误 【解析】磁通量的计算公式为φ=BS cosθ，其中θ为磁场方向与面积法线的夹角。题干只给出面积相同，未说明两者的夹角相同，因此当磁感应强度增大而夹角同时变化时，磁通量不一定增大。例如夹角增大到时，磁通量为零。因此题述条件不足，表述错误。 17. 两个完全相同的环形螺线管，一个用硬纸板作管中介质，另一个用铁心作管中介质。当两个线圈通以相同的电流时，两线圈中的、、均相等。（ ） 【答案】错误 【解析】磁场强度是表征磁场强弱的物理量，与介质无关，只与产生磁场的电流有关；磁通密度是与磁感线方向垂直的单位面积上所通过的磁感线数目，磁通密度的大小不仅与电流的大小和螺线管的形状有关，而且与磁场内介质的性质有关。因磁通，则与介质也有关。故两线圈中的值相等，和值不相等。故错误。 18. 在磁场中，导线受到的作用力与电流方向无关。（ ） 【答案】错误 【解析】根据洛伦兹力定律，导线受到的作用力与电流方向有关。 19. 通电导体在磁场中受力的方向可用左手定则来判定。（ ） 【答案】正确 【解析】通电导体在磁场中的受力方向可用左手定则判定。 20. 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。 21. 磁路中的磁场强度与磁动势之间遵循安培定律。 （ ） 【答案】正确 【解析】根据安培环路定律，磁场强度沿闭合磁路的线积分等于磁动势，即∮H·dl=NI。对于均匀磁路，可写为Hl=NI，其中H为磁场强度，l为磁路长度，N为线圈匝数，I为线圈电流，NI为磁动势。因此，磁路中的磁场强度与磁动势之间遵循安培定律，题述正确。 22. 磁路是磁感线经过的路径，所以磁感线经过磁路时不会受到阻碍作用。（ ） 【答案】错误 【解析】磁路是磁通经过的路径，磁阻会阻碍磁通通过，因此题述错误。 23. 在磁路中与电路中的电流作用相同的物理量是磁通密度（ ） 【答案】错误 【解析】在磁路与电路的类比中，磁通Φ相当于电路中的电流I，磁动势F相当于电动势U，磁阻Rm相当于电阻R。磁通密度B表示单位面积上的磁通量，满足B=Φ/S，并不等同于电流。因此题述错误。 24. 只有铁磁性物质才能被磁化，而非铁磁性物质是不能被磁化的。（ ） 【答案】错误 【解析】非铁磁性物质也能在外磁场作用下被磁化，只是磁化程度不同。 25. 在磁滞回线中，磁化曲线出现不规则的起伏。 （ ） 【答案】错误 【解析】在磁滞回线中，磁化曲线呈现环回状，而不是不规则的起伏。 三、填空题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 26. 电荷之间的相互作用是通过______发生的，电流与电流之间的相互作用是通过______发生的。 【答案】① 电场 ② 磁场 【解析】电荷之间的相互作用是通过电场发生的，电流与电流之间的相互作用是通过磁场发生的。 27. 当无外磁场作用时，磁畴排列杂乱无章，磁性相互抵消，对外______。 【答案】不显磁性 【解析】无外磁场时，磁畴排列杂乱，磁性相互抵消，物体对外不显磁性。 28. 如图所示，长10cm的导线ab，通有3A电流，电流方向从a→b，将导线沿垂直磁力线方向放在一匀强磁场中，测得ab所受磁场力为0.6N，则该区域的磁感应强度为______。 【答案】2T 29. 任何磁体的周围都存在着______。 【答案】磁场 【解析】磁体周围存在磁场，磁场是磁体产生并对其他磁体产生作用的特殊物质。 30. 磁感应线的密度越大，表示该区域的磁场______。 【答案】越强 【解析】磁感应线的密度与磁感应强度成正比。 31. 磁感应强度是一个矢量，方向与该点______一致。 【答案】磁场的方向 【解析】磁感应强度的方向与该点磁场方向一致，可用小磁针北极受力方向表示。 32. 如图所示，在磁感应强度的匀强磁场中，长为的导体斜搭在金属框架上，导体与框架夹角为，以的速度向右滑动，电容器的电容，则电容器上所带电量为______。 【答案】 33. 单位面积上的磁通量叫做______。​ 【答案】磁通密度 【解析】单位面积上的磁通量称为磁通密度，表示磁场在该处的强弱程度。 34. 通电平行导体间有相互作用力，当两电流方向相同时是______力，当两电流方向相反时是______力。 【答案】① 吸引 ② 排斥 【解析】平行电流同向相吸，反向相斥。 35. 磁场对永久磁铁的作用，实质上是磁场对永久磁铁的______的作用。 【答案】分子电流 【解析】永久磁铁可看作许多分子电流组成，磁场对其作用实质上是对分子电流的作用。 四、综合应用题（本大题共3小题，每题5分，共15分） 36. 某电子设备厂检修一台直流电磁执行器，其铁芯磁路平均长度为 ，气隙长度为 ，铁芯和气隙的有效截面积均为 。线圈匝数为 匝，工作电流为 ，铁芯相对磁导率为 。忽略漏磁和气隙边缘效应，取 。（1）计算铁芯磁阻、气隙磁阻、总磁阻以及磁路中的磁通和气隙磁感应强度。（2）若因装配不良使气隙增大到 ，计算此时的气隙磁感应强度，并判断其变化情况。（3）结合计算结果，说明提高该执行器吸力时可采取的两项改进措施，并指出其中一项措施的限制。 【答案】（1）截面积 ，磁动势 。铁芯磁阻 ；气隙磁阻 ；总磁阻。磁通，气隙磁感应强度。（2）气隙增大后，，，，。气隙磁感应强度降低约 。（3）可减小气隙长度、增加线圈匝数或工作电流、增大有效截面积、选用磁导率较高的铁磁材料。增加电流或匝数会使铁芯接近磁饱和，继续增加后磁通增幅有限且发热加剧。 【解析】A=4.0×10-4 ，NI=400 A。RFe=0.30/(μ0μrA)=5.97×105 A/Wb，Rg=1.0×10-3/(μ0A)=1.99×106 A/Wb，R=2.59×106 A/Wb，故Φ=1.55×10-4 Wb、B=0.387 T。气隙增至2 mm时，B′=0.219 T，下降约43.4%。减小气隙或增加匝数、电流可提高吸力，但增大电流或匝数会导致磁饱和和发热。 37. 如图所示，某一有界匀强磁场，磁感应强度T，方向垂直纸面向里，在磁场中放置面积的矩形平面abcd，平行于纸面与磁感应强度方向垂直，中心线与磁场右边界重合。完成下列各题。 （1）磁通量计算表达式使用的条件是（ ） A. 匀强磁场的磁感应强度B方向与平面平行 B. 匀强磁场的磁感应强度B方向与平面垂直 C. 非匀强磁场的磁感应强度B方向与平面垂直 D. 非匀强磁场的磁感应强度B方向与平面平行 E. 平面的面积 F. 平面处于磁场中的面积 G. 平面处于磁场中并且平面与磁感应强度B方向垂直的有效面积 H. 平面处于磁场中并且平面与磁感应强度B方向平行的有效面积 【答案】BC 38. 某电子设备厂在安装大电流直流母排时，使用两根相互平行的裸导体。两根导体中电流均为 ，方向相同，平行有效长度为 ，初始中心距为 。忽略其他导体的影响，取 。（1）计算其中一根导体在另一根导体处产生的磁感应强度。（2）计算两根导体之间的磁场力，并判断两根导体的受力方向。（3）若将两根导体的中心距减小到 ，计算磁场力的大小，并说明安装时应采取的安全改进措施。 【答案】（1）将 代入直线电流磁场公式： 。（2）两根平行导体间的磁场力。电流方向相同，导体相互吸引。（3）当 时，；。应保持规定间距，并采用牢固的机械支架和夹具，防止导体因电磁吸力发生位移或碰撞。 【解析】r=0.040 m时，B=μ0I/(2πr)=1.0×10-4 T，F=BIL=1.0×10-3 N；同向电流使两导体相互吸引。中心距减至0.020 m后，B′=2.0×10-4 T，F′=2.0×10-3 N，为原来的2倍。安装时应保持规定间距，并使用牢固支架和夹具，防止导体位移、变形或碰撞。 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 $