第9卷 磁场和磁路（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） 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. 旋转磁场的转速与磁极对数有关。以4极电机为例，交流电变化一周期时，其磁场在空间旋转了（ ） A. 2周 B. 4周 C. 1/2周 D. 1/4周 【答案】C 【解析】因为一对磁极有两个磁极，4 极电机有 2 对磁极，所以磁极对数p=2，且我国的工频信号f为50Hz 所以一个周期0.02s转nT=25×0.02r=0.5r。选C 2. 一段通电导线放置在垂直磁场中，导线受到的力的大小与磁场强度B的关系是什么？（ ） A. 与B成正比 B. 与B成反比 C. 与B的平方成正比 D. 与B无关 【答案】A 【解析】根据安培力公式F=BILsinθ。当导线与磁场垂直时，θ=，因此F=BIL。在电流I、导线长度L及夹角θ不变的条件下，导线所受安培力F与磁感应强度B成正比，故选A。 3. 如图所示，a、b、c三枚小磁针分别在通电螺线管的正上方、管内和右侧，当这些小磁针静止时，小磁针N极的指向是（ ） A. a、b、c均向左 B. a、b、c均向右 C. a向左，b向右，c向右 D. a向右，b向左，c向右 【答案】C 4. 比奥-萨伐尔定律描述了（ ） A. A：电容器的工作原理 B. B：电流产生的磁场与距离的关系 C. C：电压电流关系 D. D：电阻的特性 【答案】B 【解析】比奥-萨伐尔定律描述了电流元产生的磁场与电流元、观察点之间的关系，特别是磁感应强度与距离之间的倒数关系。 5. 居里温度是用来描述什么物质的特性？（ ） A. 热导率 B. 电导率 C. 磁导率 D. 热膨胀系数 【答案】C 【解析】居里温度描述了铁磁性物质在高温下失去磁性的临界温度。 6. 如图所示，一个电子以速度v匀速飞进范围足够大的匀强电磁场，其电场和磁场的方向相同，则这个电子进入电磁场后的运动是（ ） A. 匀加速直线运动 B. 匀减速直线运动 C. 匀速圆周运动 D. 垂直纸面向外做螺旋运动 【答案】D 7. 一根通电导线放置在水平磁场中，导线受到向上的力，则该导线的电流方向如何？（ ） A. A：与磁场方向相反 B. B：与磁场方向相同 C. C：与磁场方向垂直 D. D：与竖直方向平行 【答案】C 【解析】根据左手定则，安培力方向、磁场方向和电流方向三者相互垂直。磁场处于水平方向且导线受到竖直向上的力时，电流方向必须与磁场方向垂直，故选C。 8. 若通电导线与磁场成45度角，则导线受到的力方向如何？（ ） A. 与磁场方向垂直 B. 与电流方向垂直 C. 与磁场方向平行 D. 与电流方向平行 【答案】B 【解析】导线所受的力和电流永远是垂直的 9. 如图所示，通电直导体A在磁场中的受力方向是（ ） A. 平行纸面向上 B. 平行纸面向下 C. 平行纸面向左 D. 平行纸面向右 【答案】A 10. 通电导线在磁场中受到的力的方向取决于导线的什么性质？（ ） A. 导线截面积 B. 导线材料 C. 导线长度 D. 导线电流方向 【答案】D 【解析】在磁场方向和导线位置确定的条件下，根据安培力公式及左手定则，安培力方向取决于导线中电流的方向，故选D。 11. 磁路中的磁阻是指：（ ） A. 磁场强度与磁动势的比值 B. 磁场通过磁路时所遇到的阻力 C. 磁场在磁路中的传播速度 D. 磁场在磁路中的扩散程度 【答案】B 【解析】磁阻是磁路对磁通所呈现的阻碍作用，定义为磁动势与磁通的比值，类似于电路中的电阻。故选B。 12. 下图新示，磁场中的光滑轨道上放置两导体，若导体AB向右滑动，则导体CD（ ） A. 向右滑动 B. 向左滑动 C. 视AB运动速度的大小而定 D. 静止不动 【答案】A 13. 在磁路计算中，磁通的国际单位是（ ） A. 韦伯（Wb） B. 特斯拉（T） C. 安培每米（A/m） D. 亨利（H） 【答案】A 【解析】磁通的国际单位是韦伯（Wb）；特斯拉是磁感应强度单位，安培每米是磁场强度单位，亨利是电感单位。 14. 稀土永磁体常用于制作什么？（ ） A. 磁共振成像设备 B. 手电筒 C. 扬声器 D. 风力发电机 【答案】D 【解析】稀土永磁体常用于制作风力发电机中的永磁体，用于产生磁场以驱动发电机转子产生电能。 15. 铁磁性物质的磁化过程主要是（ ） A. 电子的定向移动 B. 分子电流的有序排列 C. 原子的热运动 D. 离子的迁移 【答案】A 【解析】铁磁性物质的磁化主要是分子电流的有序排列。故选A。 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 16. 电流在通电导线中会产生磁场。（ ） 【答案】正确 【解析】根据安培定则，通电导线周围会产生磁场。 17. 磁感应强度是矢量，其方向与磁场方向相同。（ ） 【答案】正确 【解析】磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量，其方向与磁场方向相同。故表述正确 18. 通电导体置于匀强磁场中，当I方向与B方向平行时受到的磁场力最大。（ ） 【答案】错误 【解析】由公式F=BIL sinα可知，当电流方向与磁场方向平行时，夹角α为，sinα=0，导体受到的磁场力为零；当两者垂直时，磁场力最大。因此题述错误。 19. 由公式F=BIL知，只要将通电导体置于磁场中就一定受到磁场力的作用。（ ） 【答案】错误 【解析】由公式F=BIL sinα可知，只有当电流方向与磁场方向不平行时，通电导体才会受到磁场力；当两者平行时，磁场力为零。因此题述错误。 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. 电路可以处于开路状态，而磁路是没有开路状态的。（ ） 【答案】正确 【解析】电路可以通过断开开关等方式形成开路；磁通是闭合的，磁路不存在类似电路的开路状态。因此题述正确。 22. 磁阻的单位是欧姆。（ ） 【答案】错误 【解析】磁阻的单位是每亨利，通常表示为安匝每韦伯，不是欧姆。因此题述错误。 23. 磁性材料的磁化曲线越陡，说明其磁导率越高。（ ） 【答案】正确 【解析】在B-H磁化曲线的相应工作点，曲线斜率可表示材料的微分磁导率，即μ=dB/dH。曲线越陡，表示相同的磁场强度变化引起的磁感应强度变化越大，材料在该工作点的磁导率越高。因此题述在通常的磁化曲线语境下正确。 24. 铁磁性物质的磁导率通常是常数。（ ） 【答案】错误 【解析】铁磁性物质的磁导率会随磁场强度变化而变化，并且与磁化历史有关，通常不是常数。因此题述错误。 25. 磁滞回线是描述铁磁材料在反复磁化过程中磁感应强度与磁场强度之间关系的曲线。（ ） 【答案】正确 【解析】磁滞回线表示铁磁材料反复磁化时，磁感应强度B随磁场强度H变化的关系，能够反映磁滞现象。因此题述正确。 三、填空题（本大题共5小题，每题2分，共10分） 26. ______所经过的路径叫作磁路；全部在磁路内部闭合的磁通叫作______。 【答案】① 磁通 ② 主磁通 【解析】磁通所经过的路径称为磁路；全部在磁路内部闭合的磁通称为主磁通。 27. 磁感应强度是衡量______的物理量。 【答案】磁场的强弱 【解析】这是磁场的重要物理量之一，用于描述磁场的强度。 28. 图中，A代表______，B代表______。 【答案】① 漏磁通 ② 主磁通 29. 当磁场中的磁感线被切割时，产生的感应电动势的大小与导体切割磁感线的______成正比。 【答案】速度 【解析】根据电磁感应定律，感应电动势的大小与导体切割磁感线的速度成正比。 30. 磁场对通有电流的导体具有______的作用。 【答案】磁场力 【解析】通有电流的导体处在磁场中会受到磁场力的作用，磁场力的方向可用左手定则判定。 四、简答题（本大题共3小题，每题5分，共15分） 31. 简述什么是磁感线 【答案】在磁场中画一系列曲线，使曲线上每一点的切线方向都与该点的磁场方向相同，这些曲线称为磁感线。 【解析】磁感线是为了形象地描述磁场而在磁场中画出的一系列曲线。曲线上任意一点的切线方向，都与该点的磁场方向相同。因此，题干答案所述定义正确。 32. 如图所示，试确定图中电源的正负极。 【答案】通电螺旋管的左边为N极，右边为S极。根据右手螺旋法则，可以知道电源的左边为正极，右边为负极。 33. 什么是磁滞损耗 【答案】铁磁性物质在交变磁化时，磁畴要来回翻转，在这个过程中，产生了能量损耗，称为磁滞损耗。 【解析】铁磁性物质在交变磁场作用下反复磁化和退磁，内部磁畴会随磁场方向发生反复转动或翻转。由于磁畴运动存在滞后，外界输入的一部分能量转化为热能而损耗，这种由磁滞现象引起的能量损耗称为磁滞损耗。因此，题干答案正确。 五、综合应用题（本大题共2小题，每题5分，共10分） 34. 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】B 【解析】通电导线在磁场中的磁力公式为F=BIL sinα，其中α是磁感应强度B与电流I方向的夹角。当导线与磁感线垂直时，α=，所以F=BIL。由已知数据还可得B=0.06÷(4×0.30)=0.05T。 35. 某自动化生产线使用直流电磁铁吸合钢制衔铁。铁芯平均磁路长度为 ，工作气隙长度为 ，铁芯截面积为 ，线圈匝数为 ，通入电流为 。铁芯相对磁导率取 ，真空磁导率取 ，忽略漏磁和边缘效应。（1）计算铁芯磁阻、气隙磁阻、磁通及气隙中的磁感应强度。（2）若工作气隙增大为 ，在匝数和电流不变的条件下，比较气隙磁通和磁感应强度的变化。（3）按原工作气隙计算电磁铁对衔铁的吸力，并说明气隙增大对吸力的影响及实际检修时可采取的改进措施。 【答案】（1）磁动势为\[Fm=NI=500\times1.20=600\ A\cdot turns\]铁芯磁阻为\[RFe=\frac{lFe}{μ0μ_{rA}}=\frac{0.40}{4π\times10-7\times1000\times4.00\times10-4}\approx7.96\times105\ A/Wb\]气隙磁阻为\[Rg=\frac{g}{μ0A}=\frac{1.00\times10-3}{4π\times10-7\times4.00\times10-4}\approx1.99\times106\ A/Wb\]总磁阻为\[R=RFe+Rg\approx2.79\times106\ A/Wb\]磁通为\[Φ=\frac{NI}{R}\approx\frac{600}{2.79\times106}=2.15\times10-4\ Wb\]气隙磁感应强度为\[B=\frac{Φ}{A}=\frac{2.15\times10-4}{4.00\times10-4}\approx0.539\ T\]（2）当 时，\[Rg'=\frac{2.00\times10-3}{μ0A}\approx3.98\times106\ A/Wb\]\[R'=RFe+Rg'\approx4.77\times106\ A/Wb\]\[Φ'=\frac{600}{4.77\times106}\approx1.26\times10-4\ Wb\]\[B'=\frac{Φ'}{A}\approx0.314\ T\]气隙增大后，磁通由 降至约 ，磁感应强度由约 降至约 。（3）电磁吸力为\[F=\frac{B2A}{2μ0}=\frac{(0.539)^2\times4.00\times10-4}{2\times4π\times10-7}\approx46.2\ N\]气隙增大时，磁感应强度降低，吸力约降为\[F'=\frac{(0.314)^2\times4.00\times10-4}{2μ0}\approx15.7\ N\]检修时应检查并减小衔铁与铁芯间的气隙，清除接触面异物，保证铁芯和衔铁接触良好；必要时可适当增加线圈匝数或电流，但应防止铁芯饱和和线圈过热。 【解析】（1）先由磁动势 和各段磁阻求总磁阻，再用 、 计算磁通与磁感应强度。（2）气隙磁阻与气隙长度成正比，气隙增大使总磁阻增大，磁通和磁感应强度降低。（3）吸力与 成正比，因此气隙增大将显著降低吸力；减小气隙可改善吸合性能。 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） 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. 旋转磁场的转速与磁极对数有关。以4极电机为例，交流电变化一周期时，其磁场在空间旋转了（ ） A. 2周 B. 4周 C. 1/2周 D. 1/4周 2. 一段通电导线放置在垂直磁场中，导线受到的力的大小与磁场强度B的关系是什么？（ ） A. 与B成正比 B. 与B成反比 C. 与B的平方成正比 D. 与B无关 3. 如图所示，a、b、c三枚小磁针分别在通电螺线管的正上方、管内和右侧，当这些小磁针静止时，小磁针N极的指向是（ ） A. a、b、c均向左 B. a、b、c均向右 C. a向左，b向右，c向右 D. a向右，b向左，c向右 4. 比奥-萨伐尔定律描述了（ ） A. A：电容器的工作原理 B. B：电流产生的磁场与距离的关系 C. C：电压电流关系 D. D：电阻的特性 5. 居里温度是用来描述什么物质的特性？（ ） A. 热导率 B. 电导率 C. 磁导率 D. 热膨胀系数 6. 如图所示，一个电子以速度v匀速飞进范围足够大的匀强电磁场，其电场和磁场的方向相同，则这个电子进入电磁场后的运动是（ ） A. 匀加速直线运动 B. 匀减速直线运动 C. 匀速圆周运动 D. 垂直纸面向外做螺旋运动 7. 一根通电导线放置在水平磁场中，导线受到向上的力，则该导线的电流方向如何？（ ） A. A：与磁场方向相反 B. B：与磁场方向相同 C. C：与磁场方向垂直 D. D：与竖直方向平行 8. 若通电导线与磁场成45度角，则导线受到的力方向如何？（ ） A. 与磁场方向垂直 B. 与电流方向垂直 C. 与磁场方向平行 D. 与电流方向平行 9. 如图所示，通电直导体A在磁场中的受力方向是（ ） A. 平行纸面向上 B. 平行纸面向下 C. 平行纸面向左 D. 平行纸面向右 10. 通电导线在磁场中受到的力的方向取决于导线的什么性质？（ ） A. 导线截面积 B. 导线材料 C. 导线长度 D. 导线电流方向 11. 磁路中的磁阻是指：（ ） A. 磁场强度与磁动势的比值 B. 磁场通过磁路时所遇到的阻力 C. 磁场在磁路中的传播速度 D. 磁场在磁路中的扩散程度 12. 下图新示，磁场中的光滑轨道上放置两导体，若导体AB向右滑动，则导体CD（ ） A. 向右滑动 B. 向左滑动 C. 视AB运动速度的大小而定 D. 静止不动 13. 在磁路计算中，磁通的国际单位是（ ） A. 韦伯（Wb） B. 特斯拉（T） C. 安培每米（A/m） D. 亨利（H） 14. 稀土永磁体常用于制作什么？（ ） A. 磁共振成像设备 B. 手电筒 C. 扬声器 D. 风力发电机 15. 铁磁性物质的磁化过程主要是（ ） A. 电子的定向移动 B. 分子电流的有序排列 C. 原子的热运动 D. 离子的迁移 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 16. 电流在通电导线中会产生磁场。（ ） 17. 磁感应强度是矢量，其方向与磁场方向相同。（ ） 18. 通电导体置于匀强磁场中，当I方向与B方向平行时受到的磁场力最大。（ ） 19. 由公式F=BIL知，只要将通电导体置于磁场中就一定受到磁场力的作用。（ ） 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. 电路可以处于开路状态，而磁路是没有开路状态的。（ ） 22. 磁阻的单位是欧姆。（ ） 23. 磁性材料的磁化曲线越陡，说明其磁导率越高。（ ） 24. 铁磁性物质的磁导率通常是常数。（ ） 25. 磁滞回线是描述铁磁材料在反复磁化过程中磁感应强度与磁场强度之间关系的曲线。（ ） 三、填空题（本大题共5小题，每题2分，共10分） 26. ______所经过的路径叫作磁路；全部在磁路内部闭合的磁通叫作______。 27. 磁感应强度是衡量______的物理量。 28. 图中，A代表______，B代表______。 29. 当磁场中的磁感线被切割时，产生的感应电动势的大小与导体切割磁感线的______成正比。 30. 磁场对通有电流的导体具有______的作用。 四、简答题（本大题共3小题，每题5分，共15分） 31. 简述什么是磁感线 32. 如图所示，试确定图中电源的正负极。 33. 什么是磁滞损耗 五、综合应用题（本大题共2小题，每题5分，共10分） 34. 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 35. 某自动化生产线使用直流电磁铁吸合钢制衔铁。铁芯平均磁路长度为 ，工作气隙长度为 ，铁芯截面积为 ，线圈匝数为 ，通入电流为 。铁芯相对磁导率取 ，真空磁导率取 ，忽略漏磁和边缘效应。（1）计算铁芯磁阻、气隙磁阻、磁通及气隙中的磁感应强度。（2）若工作气隙增大为 ，在匝数和电流不变的条件下，比较气隙磁通和磁感应强度的变化。（3）按原工作气隙计算电磁铁对衔铁的吸力，并说明气隙增大对吸力的影响及实际检修时可采取的改进措施。 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 $