第11卷 电磁感应（A卷） 内蒙古自治区（职教高考）《电工技术基础与技能》（高教版·第4版） 单元过关卷

内蒙古自治区（职教高考）机电类 《电工技术基础与技能》（高教版·第4版） 电磁感应（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. 动圈式话筒的结构不包括（ ） A. 永久磁铁 B. 纸盆 C. 膜片 D. 线圈 【答案】B 【解析】动圈式话筒由永久磁铁、膜片和线圈等组成，纸盆是扬声器的主要部件，不属于动圈式话筒的结构。因此选B。 2. 涡流现象是（ ） A. 块状金属在磁场中运动时，在金属内部产生的感应电流 B. 块状金属在变化的磁场中，在金属内部产生的感应电流 C. 线圈在金属附近通交流电时，在金属中产生的感应电流 D. 以上说法都正确 【答案】D 【解析】涡流是块状金属在磁场中运动或者在变化的磁场中，或者线圈在金属附近通交流电时，在金属内部产生的感应电流。故选D。 3. 如图所示，当长直导线中的电流I增大时，线框abcd内（ ） A. 无感应电流产生 B. 有感应电流，方向为a→d→c→b→a C. 有感应电流，方向为a→b→c→d→a D. 有感应电流，方向与a→b→c→d→a相反且电流逐渐减小 【答案】C 4. 下列属于电磁感应现象的是（ ） A. 通电导体周围产生磁场 B. 磁场对通电导体产生作用力 C. 线圈在磁场中受力而转动 D. 条形磁铁插入闭合线圈过程中，线圈发热 【答案】D 【解析】电磁感应是指闭合电路的磁通量发生变化时，电路中产生感应电动势；若电路闭合，还会产生感应电流。条形磁铁插入闭合线圈的过程中，穿过线圈的磁通量发生变化，线圈中产生感应电流，线圈因电流的热效应而发热，因此D项属于电磁感应现象。A项是电流的磁效应，B项是磁场对电流的作用，C项是通电线圈在磁场中转动，均不属于电磁感应现象。故选D。 5. 在电磁感应现象中，下列哪种情况一定能产生感应电流（ ） A. 导体相对磁场运动 B. 导体做切割磁感线运动 C. 闭合电路在磁场内做切割磁感线运动 D. 穿过闭合电路的磁通发生变化 【答案】D 【解析】要使导体中产生感应电流需满足两个条件：一是电路闭合，二是电路中磁通要发生变化。导体相对磁场运动，不一定做切割磁感线运动，A错误。导体虽然做切割磁感线运动，但不一定是闭合电路，B错误。当整个闭合电路在匀强磁场中切割磁感线时，穿过闭合电路中的磁通没有变化，也不会产生感应电流，C错误。穿过闭合电路的磁通发生变化就是产生感应电流的条件，D正确。 6. 导体、放在两根光滑的导电体上如下图所示，若导体受力向右滑动，则导体（ ） A. 向右滑动 B. 向左滑动 C. 向右滑动但速度逐渐减小 D. 动但方向不一定 【答案】A 【解析】导体AB放在磁场中是否动要看导体AB中有无电流，若有电流可由左手定则判定运动方向。显然导体CD运动切割磁感线产生感应电动势，导体AB、CD构成回路，导体AB中有电流。本题考查的是左、右手定则的综合运用。所以选A。 7. 在电磁感应中，感生电动势的方向与下列哪个因素有关？（ ） A. 磁通量的变化率 B. 导体的长度 C. 导体的形状 D. 磁场的方向 【答案】A 【解析】感生电动势的方向与磁通量的变化率有关。 8. 当线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴旋转时，线圈中所产生的最大感应电动势的大小与下列因素有关的是（ ） A. 线圈导线的材料 B. 线圈的匝数 C. 线圈的电阻 D. 线圈转动的方向 【答案】B 【解析】线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴转动时，最大感应电动势为Em=NBSω，其中N为线圈匝数，B为磁感应强度，S为线圈面积，ω为角速度。在线圈面积、磁感应强度和角速度等条件相同的情况下，最大感应电动势与线圈匝数有关。线圈导线的材料、线圈的电阻以及线圈转动的方向不影响最大感应电动势的大小。因此选B。 9. 绕在某铁心上的三个线圈如图所示，其同名端判断为（ ） A. 1，3，6 B. 1，4，5 C. 1，4，6 D. 2，5，6 【答案】B 10. 法拉第电磁感应定律可以这样表述：闭合电路中感应电动势的大小跟穿过这一闭合电路的______成正比（ ） A. 磁通Ф B. 磁通的变化量 C. 磁通的变化率 D. 磁感应强度B 【答案】C 【解析】法拉第电磁感应定律表明，闭合电路中的感应电动势大小与穿过电路的磁通量变化率成正比，即与磁通的变化率{{math:成正比。因此选C。 11. 条形磁铁的N极向闭合线圈靠近时，线圈靠近磁铁一侧的磁极及其相互作用为（ ） A. N极，线圈与磁铁相互排斥 B. S极，线圈与磁铁相互排斥 C. N极，线圈与磁铁相互吸引 D. S极，线圈与磁铁相互吸引 【答案】A 【解析】根据楞次定律，感应电流产生的磁场总是阻碍磁通量的变化，因此线圈靠近磁铁一侧形成N极，与靠近的N极相互排斥。 12. 如图所示三个线圈，同名端是端子（ ） A. 1、3、5 B. 2、3、6 C. 2与3、2与5、3与5 D. 1与4、1与6、3与6 【答案】C 13. 以下哪个选项是电感的单位？（ ） A. 法拉（F） B. 欧姆（Ω） C. 亨利（H） D. 瓦特（W） 【答案】C 【解析】电感的单位是亨利。 14. 有一个电感线圈，电感L为0.056H，通过线圈的电流为100A时，线圈所储存的磁场能量为（ ） A. 180J B. 280J C. 380J D. 480J 【答案】B 【解析】线圈储存的磁场能量为{{math:。因此选B。 15. 两个耦合线圈，若其同名端连接，当一个线圈通入正弦交流电时，另一个线圈的感应电压（ ） A. 与自感电压同相 B. 与自感电压反相 C. 滞后自感电压 D. 超前自感电压 【答案】A 【解析】同名端连接时，自感磁通与互感磁通方向相同，感应电压与自感电压同相。B选项反相错误；C和D选项的相位关系不符合这种情况。故选A。 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 16. 切割磁感线的速度越慢，导体中产生的感应电动势越大。（ ） 【答案】错误 【解析】导体切割磁感线产生的感应电动势大小为ε=Blv sinθ。在磁感应强度B、导体有效长度l以及运动方向与磁场方向的夹角θ等条件不变时，感应电动势大小与速度v成正比。切割磁感线的速度越慢，感应电动势越小，而不是越大。因此题述错误。 17. 当磁场强度增加时，感应电动势的方向也会随之改变。（ ） 【答案】错误 【解析】感应电动势的方向由磁通量的变化情况和楞次定律决定。若磁场方向不变，仅增大磁场强度，则穿过线圈的磁通量变化量增大，感应电动势的大小可能增大，但其方向不因磁场强度增大而改变。因此题述错误。 18. 导体切割磁感线时一定会产生感应电流。（ ） 【答案】错误 【解析】导体切割磁感线时，在满足有效切割条件的情况下会产生感应电动势，其大小可表示为ε=Blv sinθ。但感应电流还必须有闭合回路，只有在回路闭合且电阻有限时，才有I=ε/R。因此，导体切割磁感线时不一定产生感应电流，题述错误。 19. 如果闭合线圈的一部分被切断，导体运动产生的感应电动势将不存在。（ ） 【答案】错误 【解析】线圈的一部分被切断后，虽然回路不再闭合，但导体运动或磁通量变化仍可能在导体两端产生感应电动势，即出现感应电压。由于回路断开，不能形成持续的感应电流。因此，感应电动势不一定消失，但感应电流不存在，题述错误。 20. 线圈中感应电动势的大小与穿过线圈的磁通量的变化成正比，这个规律称为法拉第电磁感应定律。（ ） 【答案】错误 【解析】法拉第电磁感应定律表明，线圈中感应电动势的大小与穿过线圈的磁通量变化率成正比，表达式为ε=n|ΔΦ|/Δt。其中，n为线圈匝数，ΔΦ为磁通量的变化量，Δt为发生该变化所用的时间。因此，感应电动势与磁通量的变化量本身并不一定成正比，而是与磁通量的变化率成正比，题述错误。 21. 右手定则就是右手螺旋定则。（ ） 【答案】错误 【解析】右手定则和右手螺旋定则的用途不同。右手定则通常用于判断导体切割磁感线时感应电流的方向；右手螺旋定则用于判断通电导体周围磁场的方向。因此二者不是同一个定则，题述错误。 22. 线圈的自感系数越大，它所产生的自感电动势一定越大。（ ） 【答案】错误 【解析】自感电动势的大小为|ε|=L|ΔI/Δt|，不仅与自感系数L有关，还与电流的变化率|ΔI/Δt|有关。当电流变化率不确定时，即使自感系数增大，也不能说明自感电动势一定增大。因此题述错误。 23. 由自感系数定义式可知，自感系数与空心线圈中通过的电流I成反比。（ ） 【答案】错误 【解析】对于结构确定的空心线圈，磁链与电流成正比，即{{math:，所以自感系数L由线圈的结构和介质等因素决定，与电流I无关，并非与电流成反比，题述错误。 24. 线圈中插入铁芯后，其自感系数会增大。（ ） 【答案】正确 【解析】在线圈结构和其他条件不变的情况下，插入铁芯后，磁路的磁导率增大，线圈产生相同电流时的磁通量和磁链增大。根据L=Ψ/I，自感系数增大。因此题述正确。 25. 螺旋管线圈的匝数为40时，其电感为1．2mH，若匝数改为60，其他条件不变，这时电感为 1．8mH。（ ） 【答案】错误 【解析】对于空心螺旋管线圈，在长度、截面积和介质等其他条件不变时，电感与匝数的平方成正比，即L∝。因此有。代入mH、、，得2.7mH。电感不是1.8mH，所以题述错误。 三、填空题（本大题共5小题，每题2分，共10分） 26. 涡流所产生的能量损耗与电源的频率有关，随频率的升高而______。 【答案】增大 【解析】涡流损耗与电源频率有关，在其他条件相同的情况下，频率越高，涡流损耗越大，因此应填“增大”。 27. 法拉第电磁感应定律表明，感应电动势的大小与______的变化率成正比。 【答案】磁通量 【解析】根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的大小为，其中为磁通量。因此，感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比，故应填“磁通量”。 28. 如图所示的螺线管中，放有一条形磁铁，磁极已在图中标出。当磁铁突然向左抽出时，端点A的电位将比端点B的电位______；当磁铁突然向右抽出时，端点A的电位将比端点B的电位______。 【答案】① 低 ② 低 【解析】当磁铁突然向左抽出时，根据楞次定律可知，线圈中的原磁场减小，感应电流的磁场与原磁场一致，方向向右，再根据右手定则可得感应电流方向由B到A，端点A的电位比端点B的电位低。 当磁铁突然向右抽出时，根据楞次定律可知，线圈中的原磁场减小，感应电流的磁场与原磁场一致，方向向右，再根据右手定则可得感应电流方向由B到A，端点A的电位比端点B的电位低。 29. 自感现象是指当电流变化时，电路中产生的感应电动势作用于______。 【答案】自身电路 【解析】自感现象是指线圈中电流发生变化时，线圈自身产生感应电动势，该感应电动势作用于自身电路。因此应填“自身电路”。 30. 自感系数是表示电路中______变化时产生自感电动势大小的量度。 【答案】电流 【解析】自感系数表示电路中电流发生变化时产生自感电动势大小的量度。因此应填“电流”。 四、简答题（本大题共3小题，每题5分，共15分） 31. 线圈A与线圈B之间的互感系数M为0.36H，如果线圈A中的电流变化率为5A/s，求线圈B中的互感电动势。 【答案】 【解析】互感电动势大小满足公式。代入、，得。因此，线圈B中的互感电动势大小为。 32. 如图所示，边长为10cm的正方形线圈abcd向右进入匀强磁场，速度为，磁感应强度为1.5T，线圈内阻为，求此刻线圈中的感应电流大小和方向。 【答案】，方向：由c到d 33. 简述什么是互感系数 【答案】在两个有磁交链(耦合)的线圈中，互感磁链与产生此磁链的电流比值，称为这两个线圈的互感系数(或互感量)，简称互感。 【解析】互感系数用于表示两个线圈之间互感作用的强弱。在线圈B中，由线圈A的电流产生的互感磁链为，则互感系数定义为，即互感磁链与产生该磁链的电流之比。因此，在两个存在磁耦合的线圈中，互感磁链与产生该磁链的电流的比值，称为这两个线圈的互感系数，也称互感量，简称互感。 五、综合应用题（本大题共2小题，每题5分，共10分） 34. 某直流电磁继电器的线圈可近似看作均匀长螺线管，线圈匝数为 匝，截面积为 ，有效长度为 ，铁芯的相对磁导率为 ，且工作过程中未发生磁饱和。线圈电流在 内由 增加到 。取真空磁导率 。（1）计算线圈的自感系数和该过程中产生的自感电动势大小。（2）若线圈电流在 内由 减小到 ，自感电动势大小是否改变？说明其方向特点。（3）说明直流继电器线圈两端反向并联续流二极管的作用。 【答案】（1）线圈自感系数\[L=\frac{μ0μ_{rN}^2A}{l}\]代入数据得\[L=\frac{4π\times10-7\times100\times5002\times4.0\times10-4}{0.20}\approx0.0628\ H\]电流变化量\[\Delta I=0.50-0.10=0.40\ A\]自感电动势大小\[|eL|=L\frac{\Delta I}{\Delta t}=0.0628\times\frac{0.40}{0.020}\approx1.26\ V\]（2）自感电动势大小不改变，仍约为 。电流减小时，自感电动势的方向与原电流方向相同，阻碍线圈电流减小。（3）断开电源时，二极管导通，为线圈电流提供衰减通路，降低自感电动势造成的瞬时高电压，保护开关触点和控制器件。 【解析】（1）均匀长螺线管的自感系数为。代入数据： 。电流变化量为，变化时间为。因此，自感电动势大小为 。 （2）电流由减小到时，电流变化量的绝对值仍为，变化时间仍为，所以自感电动势大小仍为。根据楞次定律，电流减小时，自感电动势的方向与原电流方向相同，以阻碍电流减小。 （3）断开电源时，线圈中的电流不能突变，线圈会产生较大的自感电动势。续流二极管在此时正向导通，为线圈电流提供衰减通路，使电流逐渐减小，从而抑制断开瞬间的高电压，保护开关触点和控制器件。 35. 某小型电源装置采用工频变压器进行降压。变压器原线圈匝数为 匝，副线圈匝数为 匝，原线圈接入 的交流电源。副边接有阻值为 的负载，忽略变压器损耗。（1）计算副线圈的输出电压、副边电流、副边输出功率和原边电流。（2）为获得更高的输出电压，将副线圈匝数改为 匝，计算改装后的副边电压，并说明输出电压的变化。（3）若原线圈误接入 直流电源，说明副线圈能否持续输出稳定电压，并分析原线圈可能出现的安全问题。 【答案】（1）理想变压器满足\[\frac{U2}{U1}=\frac{N2}{N1}\]所以\[U2=220\times\frac{250}{1000}=55\ V\]副边电流\[I2=\frac{U2}{R}=\frac{55}{11}=5\ A\]副边输出功率\[P2=U2I_2=55\times5=275\ W\]忽略损耗时，原边电流\[I1=\frac{P2}{U1}=\frac{275}{220}=1.25\ A\]（2）改装后\[U'_2=220\times\frac{500}{1000}=110\ V\]副边电压由原来的 增加到 ，提高为原来的2倍。（3）不能持续输出稳定电压。变压器依靠交变磁通产生互感电动势，接入直流后磁通不持续变化，副边只能在接通或断开瞬间产生短暂感应电压。原边可能因铁芯磁通迅速增大而磁饱和，导致电流过大、线圈发热，甚至烧毁。 【解析】（1）理想变压器满足。因此，副边电压为。副边电流为。副边输出功率为。忽略变压器损耗时，，所以原边电流为。 （2）改装后副线圈匝数为匝，故。副边电压由原来的增加到，变为原来的2倍。 （3）变压器依靠交变磁通产生持续的感应电动势。原线圈接入直流后，除接通或断开瞬间外，磁通不再变化，因此副线圈不能持续输出稳定电压，只能在接通或断开瞬间产生短暂感应电压。直流会使铁芯中的磁通持续增大并可能导致磁饱和，造成原线圈电流过大、线圈发热，严重时可能烧毁线圈或电源装置。 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 $ 内蒙古自治区（职教高考）机电类 《电工技术基础与技能》（高教版·第4版） 电磁感应（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. 动圈式话筒的结构不包括（ ） A. 永久磁铁 B. 纸盆 C. 膜片 D. 线圈 2. 涡流现象是（ ） A. 块状金属在磁场中运动时，在金属内部产生的感应电流 B. 块状金属在变化的磁场中，在金属内部产生的感应电流 C. 线圈在金属附近通交流电时，在金属中产生的感应电流 D. 以上说法都正确 3. 如图所示，当长直导线中的电流I增大时，线框abcd内（ ） A. 无感应电流产生 B. 有感应电流，方向为a→d→c→b→a C. 有感应电流，方向为a→b→c→d→a D. 有感应电流，方向与a→b→c→d→a相反且电流逐渐减小 4. 下列属于电磁感应现象的是（ ） A. 通电导体周围产生磁场 B. 磁场对通电导体产生作用力 C. 线圈在磁场中受力而转动 D. 条形磁铁插入闭合线圈过程中，线圈发热 5. 在电磁感应现象中，下列哪种情况一定能产生感应电流（ ） A. 导体相对磁场运动 B. 导体做切割磁感线运动 C. 闭合电路在磁场内做切割磁感线运动 D. 穿过闭合电路的磁通发生变化 6. 导体、放在两根光滑的导电体上如下图所示，若导体受力向右滑动，则导体（ ） A. 向右滑动 B. 向左滑动 C. 向右滑动但速度逐渐减小 D. 动但方向不一定 7. 在电磁感应中，感生电动势的方向与下列哪个因素有关？（ ） A. 磁通量的变化率 B. 导体的长度 C. 导体的形状 D. 磁场的方向 8. 当线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴旋转时，线圈中所产生的最大感应电动势的大小与下列因素有关的是（ ） A. 线圈导线的材料 B. 线圈的匝数 C. 线圈的电阻 D. 线圈转动的方向 9. 绕在某铁心上的三个线圈如图所示，其同名端判断为（ ） A. 1，3，6 B. 1，4，5 C. 1，4，6 D. 2，5，6 10. 法拉第电磁感应定律可以这样表述：闭合电路中感应电动势的大小跟穿过这一闭合电路的______成正比（ ） A. 磁通Ф B. 磁通的变化量 C. 磁通的变化率 D. 磁感应强度B 11. 条形磁铁的N极向闭合线圈靠近时，线圈靠近磁铁一侧的磁极及其相互作用为（ ） A. N极，线圈与磁铁相互排斥 B. S极，线圈与磁铁相互排斥 C. N极，线圈与磁铁相互吸引 D. S极，线圈与磁铁相互吸引 12. 如图所示三个线圈，同名端是端子（ ） A. 1、3、5 B. 2、3、6 C. 2与3、2与5、3与5 D. 1与4、1与6、3与6 13. 以下哪个选项是电感的单位？（ ） A. 法拉（F） B. 欧姆（Ω） C. 亨利（H） D. 瓦特（W） 14. 有一个电感线圈，电感L为0.056H，通过线圈的电流为100A时，线圈所储存的磁场能量为（ ） A. 180J B. 280J C. 380J D. 480J 15. 两个耦合线圈，若其同名端连接，当一个线圈通入正弦交流电时，另一个线圈的感应电压（ ） A. 与自感电压同相 B. 与自感电压反相 C. 滞后自感电压 D. 超前自感电压 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 16. 切割磁感线的速度越慢，导体中产生的感应电动势越大。（ ） 17. 当磁场强度增加时，感应电动势的方向也会随之改变。（ ） 18. 导体切割磁感线时一定会产生感应电流。（ ） 19. 如果闭合线圈的一部分被切断，导体运动产生的感应电动势将不存在。（ ） 20. 线圈中感应电动势的大小与穿过线圈的磁通量的变化成正比，这个规律称为法拉第电磁感应定律。（ ） 21. 右手定则就是右手螺旋定则。（ ） 22. 线圈的自感系数越大，它所产生的自感电动势一定越大。（ ） 23. 由自感系数定义式可知，自感系数与空心线圈中通过的电流I成反比。（ ） 24. 线圈中插入铁芯后，其自感系数会增大。（ ） 25. 螺旋管线圈的匝数为40时，其电感为1．2mH，若匝数改为60，其他条件不变，这时电感为 1．8mH。（ ） 三、填空题（本大题共5小题，每题2分，共10分） 26. 涡流所产生的能量损耗与电源的频率有关，随频率的升高而______。 27. 法拉第电磁感应定律表明，感应电动势的大小与______的变化率成正比。 28. 如图所示的螺线管中，放有一条形磁铁，磁极已在图中标出。当磁铁突然向左抽出时，端点A的电位将比端点B的电位______；当磁铁突然向右抽出时，端点A的电位将比端点B的电位______。 29. 自感现象是指当电流变化时，电路中产生的感应电动势作用于______。 30. 自感系数是表示电路中______变化时产生自感电动势大小的量度。 四、简答题（本大题共3小题，每题5分，共15分） 31. 线圈A与线圈B之间的互感系数M为0.36H，如果线圈A中的电流变化率为5A/s，求线圈B中的互感电动势。 32. 如图所示，边长为10cm的正方形线圈abcd向右进入匀强磁场，速度为，磁感应强度为1.5T，线圈内阻为，求此刻线圈中的感应电流大小和方向。 33. 简述什么是互感系数 五、综合应用题（本大题共2小题，每题5分，共10分） 34. 某直流电磁继电器的线圈可近似看作均匀长螺线管，线圈匝数为 匝，截面积为 ，有效长度为 ，铁芯的相对磁导率为 ，且工作过程中未发生磁饱和。线圈电流在 内由 增加到 。取真空磁导率 。（1）计算线圈的自感系数和该过程中产生的自感电动势大小。（2）若线圈电流在 内由 减小到 ，自感电动势大小是否改变？说明其方向特点。（3）说明直流继电器线圈两端反向并联续流二极管的作用。 35. 某小型电源装置采用工频变压器进行降压。变压器原线圈匝数为 匝，副线圈匝数为 匝，原线圈接入 的交流电源。副边接有阻值为 的负载，忽略变压器损耗。（1）计算副线圈的输出电压、副边电流、副边输出功率和原边电流。（2）为获得更高的输出电压，将副线圈匝数改为 匝，计算改装后的副边电压，并说明输出电压的变化。（3）若原线圈误接入 直流电源，说明副线圈能否持续输出稳定电压，并分析原线圈可能出现的安全问题。 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 $