内容正文:
内蒙古(对口招生)装备制造类《电工电子技术与技能》45分钟专题训练卷专辑,共241份试卷。试卷命题与高考紧密相关,精选具有代表性和典型性的高考常考题。旨在帮助学生系统地复习和巩固装备制造类理论知识,熟悉高考题型和命题规律,提高解题能力和应试技巧,为高考取得优异成绩打下坚实的基础,本训练卷适用于即将参加装备制造类高考的学生。
与本专辑配套的还有内蒙古对口招生考试《机械基础》《机械制图》《机械加工技术》《电器及PLC控制技术》45分钟专题训练卷专辑,欢迎同学和老师们下载使用。
内蒙古(对口招生)装备制造类 《电工电子技术与技能》
项目五:用电技术
任务二:安培定则(右手螺旋法则)
时间:45分钟 总分:100分
班级____ 姓名____ 学号____ 成绩____
一、单项选择题(本大题共20小题,每题2分,共40分)
1. 用右手握住通电直导线,拇指指向约定电流方向,四指弯曲所指的方向表示( )
A. 导线周围磁感线的环绕方向
B. 导线内部电子的运动方向
C. 导线所受磁场力的作用方向
D. 导线两端电压的高低方向
2. 用安培定则判断直线电流产生的磁场方向时,正确的操作是( )
A. 左手握住导线,拇指指向电流方向,四指环绕方向为磁场方向
B. 右手握住导线,拇指指向电流方向,四指环绕方向为磁场方向
C. 左手握住导线,四指指向电流方向,拇指环绕方向为磁场方向
D. 右手握住导线,四指指向电流方向,拇指环绕方向为磁场方向
3. 如图所示,理想自耦变压器输入端接入正弦交流电,输出端可以通过调节触头的位置来改变输出端匝数,同时在输出端并联一个指示灯L,输出电路中接入滑动变阻器R,调节的位置可以改变R的阻值,两电表均为理想交流电表,以下说法正确的是( )
A. 指示灯L常亮,通过指示灯的电流方向每秒钟改变50次
B. 不论开关S状态如何,电压表示数为
C. 闭合开关S,仅向下滑动,输入功率变小
D. 闭合开关S,仅向下滑动,电表示数不变
4. 用安培定则判断通电直导线时,可判定( )
A. 通电直导线周围磁场的方向
B. 通电螺线管磁场的方向
C. 磁场中某点的磁感应强度
D. 磁场中某点的磁通量
5. 用安培定则判断通电螺线管磁极时,正确的操作是( )
A. 右手握住螺线管,四指指向电流方向,拇指指向N极
B. 左手握住螺线管,四指指向电流方向,拇指指向N极
C. 右手握住螺线管,拇指指向电流方向,四指指向N极
D. 左手握住螺线管,拇指指向电流方向,四指指向N极
6. 使用安培定则时,下列哪种操作是错误的( )
A. 右手握住导线
B. 拇指指向电流的方向
C. 四指指向磁场的方向
D. 手掌心对着电流的方向
7. .U型铁磁材料和电路的连接如图所示,开关S闭合时,小磁针将( )
A. 小磁针顺时针转动
B. 小磁针 N 极垂直纸面向外转动
C. 小磁针逆时针转动
D. 静止不动
8. 若将通电螺线管中的电流反向,则使用安培定则判断出的磁场方向( )
A. 不变
B. 反向
C. 无法判断
D. 与电流无关
9. 从螺线管左端观察,线圈中的约定电流呈逆时针方向流动,则该螺线管两端的磁极是( )
A. 左端为N极,右端为S极
B. 左端为S极,右端为N极
C. 左端和右端均为N极
D. 左端和右端均为S极
10. 如图所示,直线电流与通电线圈同在纸面内,通电线圈所受的电磁力合力方向为( )
A. 静止
B. 向下受力
C. 向左运动
D. 向右运动
11. 某通电螺线管从左端观察时,线圈电流原来呈顺时针方向流动。保持螺线管位置不变,将电源正负极对调后,两端磁极的变化是( )
A. 左端由N极变为S极,右端由S极变为N极
B. 左端由S极变为N极,右端由N极变为S极
C. 左端始终为N极,右端始终为S极
D. 左端始终为S极,右端始终为N极
12. 两根相互平行的长直导线竖直放置,间距相等,导线中的电流大小相等且方向均由下向上。在两导线连线的中点处,两导线产生的磁场情况是( )
A. 磁场方向相反,合成磁场为零
B. 磁场方向相同,合成磁场增强
C. 磁场方向垂直,合成磁场偏转
D. 磁场方向相同,合成磁场减弱
13. 一根竖直直导线中的约定电流由下向上流动。P点位于导线右侧,Q点位于导线左侧,则两点处磁感线垂直纸面的方向分别是( )
A. P点向外,Q点向里
B. P点向里,Q点向外
C. P点向外,Q点向外
D. P点向里,Q点向里
14. 如图所示,直线电流与通电矩形线圈同在纸面内,线框所受磁场力的方向为( )
A. 垂直向上
B. 垂直向下
C. 水平向左
D. 水平向右
15. 从螺线管左端观察,线圈中的约定电流呈逆时针方向流动。改从右端观察时,电流方向及右端磁极分别是( )
A. 电流呈逆时针方向,右端为N极
B. 电流呈顺时针方向,右端为N极
C. 电流呈逆时针方向,右端为S极
D. 电流呈顺时针方向,右端为S极
16. 判断通电螺线管磁极时,右手螺旋法则的正确使用方法是( )
A. 拇指指向电流方向,四指指向南极方向
B. 拇指指向南极方向,四指指向电流方向
C. 拇指指向磁场方向,四指指向南极方向
D. 四指沿电流方向弯曲,拇指指向北极方向
17. 如图所示,六根导线互相绝缘,所通电流均为I, 区 域A、B 、C 、D 均为相等的正方形,那么指向纸内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
18. 一根竖直直导线中的约定电流由下向上流动,在导线正右方一点处,磁感线的方向是( )
A. 竖直向上
B. 竖直向下
C. 垂直纸面向里
D. 垂直纸面向外
19. 一个圆形线圈放在纸面内,从纸面正面观察,线圈中的约定电流呈逆时针方向流动。线圈中心处的磁感线方向是( )
A. 垂直纸面向里
B. 垂直纸面向外
C. 沿纸面向左
D. 沿纸面向右
20. 通电圆形线圈中的约定电流方向保持不变,若将线圈翻转一百八十度后仍从原观察面判断,线圈中心处磁感线方向将( )
A. 保持原来的方向不变
B. 逐渐减小至完全消失
C. 变为与原来相反的方向
D. 变为沿线圈圆周的方向
二、填空题(本大题共10小题,每题2分,共20分)
21. 电流所产生的磁场的方向可用______来判断。
22. 如图所示,线圈与直流电源相连接,在线圈的左边放置有一小磁针A,静止时N极指向线圈左端,另一小磁针B放置于直流电源右端连接的直导线下方,该小磁针的N极将向纸面______转动。(填“里”“外”或“不动”)
23. 用右手握住通电螺线管,让弯曲的四指指向电流方向,则大拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向,即大拇指指向通电螺线管的______。
24. 一通电螺线管水平放置,从左端观察,线圈中电流方向为逆时针。根据右手螺旋法则,螺线管的左端为______极。
25. 如图所示, 导体ad的磁感应强度B的方向为N极穿出纸面,导体的电流方向是______。
26. 电流产生磁场的原理可以通过______来描述,这个定律描述了电流与其周围磁场之间的关系。
27. 判断通电直导线周围磁场方向时,右手大拇指指向电流方向,弯曲四指所指的方向就是______的方向。
28. 如图所示,某匀强磁场的磁感应强度B=0.1T,在磁场中放置一面积S=1 的矩形线框,磁感应强度的方向与线框平面的夹角θ=,穿过线框平面的磁通量Φ=______Wb。
29. 某通电螺线管的A端电流方向,从A端观察为顺时针。根据右手螺旋法则,A端为______极。
30. 一根竖直通电直导线中的电流方向向上。从上方沿电流方向俯视时,导线周围磁感线的方向为______。
三、判断题(本大题共10小题,每题1分,共10分)
31. 用右手螺旋法则判断通电直导线周围磁场方向时,大拇指应指向电流方向,四指弯曲方向表示磁场方向。( )
32. 判断通电螺线管两端磁极时,右手四指沿线圈电流方向弯曲,大拇指所指的一端为螺线管的N极。( )
33. 应用右手螺旋法则时,手指所对应的电流方向是约定的电流方向,而不是电子实际移动方向。( )
34. 判断通电直导线周围的磁场方向时,右手大拇指应指向磁场方向,四指弯曲方向应指向电流方向。( )
35. 两根平行直导线通有大小相等、方向相同的电流时,两导线中点处的磁场方向相反,因此该点的合磁场为零。( )
36. 用右手螺旋法则判断通电螺线管的磁极时,大拇指所指的一端为螺线管的S极。( )
37. 通电直导线竖直放置,电流方向由下向上。在导线东侧某点,磁场方向为由南向北。( )
38. 通电直导线周围磁感线的方向可用右手螺旋定则判断:右手握住导线,拇指指向电流方向,四指弯曲方向就是磁感线方向。( )
39. 用右手螺旋法则判断通电螺线管的磁极时,右手四指应指向线圈内部磁感线的方向。( )
40. 从通电螺线管的左端观察,若线圈中的电流沿顺时针方向绕行,则螺线管左端为南极。( )
四、简答题(本大题共4小题,每题5分,共20分)
41. 简述右手螺旋法则在判断通电直导线周围磁场方向时的使用方法。
42. 如图所示,说明极 A、B的名称并判断导体 C的受力方向。
43. 请简要解释什么是线性电感,列举其在电路中的一个应用场景。并画出其示意图
44. 一台直流电磁铁接通电源后,需要判断线圈两端的磁极并核对内部磁场方向。简述应用右手螺旋法则进行判断的步骤,并说明螺线管内部磁感线的方向。
五、综合应用题(本大题共1小题,每题10分,共10分)
45. 某自动化设备的推料机构采用空心螺线管电磁铁。线圈长度为0.25 m,匝数为1000匝,通电电流为2.0 A,空气磁导率取4π×10^-7 T·m/A。忽略边缘效应,螺线管内部磁感应强度可按B=μ0NI/l计算。
(1)计算该螺线管内部的磁感应强度。
(2)从螺线管左端观察,线圈中电流沿逆时针方向绕行。判断左端的磁极性质,并说明螺线管内部磁感线的方向。
(3)设备调试时发现推力不足。在不改变线圈长度和匝数的条件下,提出一种增强磁场的措施,并说明实施该措施时应注意的安全问题。
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项目五:用电技术
任务二:安培定则(右手螺旋法则)
时间:45分钟 总分:100分
班级____ 姓名____ 学号____ 成绩____
一、单项选择题(本大题共20小题,每题2分,共40分)
1. 用右手握住通电直导线,拇指指向约定电流方向,四指弯曲所指的方向表示( )
A. 导线周围磁感线的环绕方向
B. 导线内部电子的运动方向
C. 导线所受磁场力的作用方向
D. 导线两端电压的高低方向
【答案】A
【解析】右手螺旋法则规定,拇指指向通电直导线中的约定电流方向,四指弯曲方向就是导线周围磁感线的环绕方向。
2. 用安培定则判断直线电流产生的磁场方向时,正确的操作是( )
A. 左手握住导线,拇指指向电流方向,四指环绕方向为磁场方向
B. 右手握住导线,拇指指向电流方向,四指环绕方向为磁场方向
C. 左手握住导线,四指指向电流方向,拇指环绕方向为磁场方向
D. 右手握住导线,四指指向电流方向,拇指环绕方向为磁场方向
【答案】B
【解析】判断直线电流周围磁场方向时,应用右手螺旋定则:右手握住导线,拇指指向电流方向,弯曲四指所指的方向就是磁感线的环绕方向,故选B。
3. 如图所示,理想自耦变压器输入端接入正弦交流电,输出端可以通过调节触头的位置来改变输出端匝数,同时在输出端并联一个指示灯L,输出电路中接入滑动变阻器R,调节的位置可以改变R的阻值,两电表均为理想交流电表,以下说法正确的是( )
A. 指示灯L常亮,通过指示灯的电流方向每秒钟改变50次
B. 不论开关S状态如何,电压表示数为
C. 闭合开关S,仅向下滑动,输入功率变小
D. 闭合开关S,仅向下滑动,电表示数不变
【答案】C
4. 用安培定则判断通电直导线时,可判定( )
A. 通电直导线周围磁场的方向
B. 通电螺线管磁场的方向
C. 磁场中某点的磁感应强度
D. 磁场中某点的磁通量
【答案】A
【解析】判断通电直导线周围磁场方向时,应用右手螺旋定则:右手握住导线,拇指指向电流方向,弯曲四指所指的方向就是导线周围磁场的方向。因此可判定通电直导线周围磁场的方向,选A。
5. 用安培定则判断通电螺线管磁极时,正确的操作是( )
A. 右手握住螺线管,四指指向电流方向,拇指指向N极
B. 左手握住螺线管,四指指向电流方向,拇指指向N极
C. 右手握住螺线管,拇指指向电流方向,四指指向N极
D. 左手握住螺线管,拇指指向电流方向,四指指向N极
【答案】A
【解析】判断通电螺线管的磁极时,右手握住螺线管,弯曲四指指向电流方向,大拇指所指的一端为螺线管的N极,故选A。
6. 使用安培定则时,下列哪种操作是错误的( )
A. 右手握住导线
B. 拇指指向电流的方向
C. 四指指向磁场的方向
D. 手掌心对着电流的方向
【答案】D
【解析】判断通电直导线周围的磁场方向时,使用右手螺旋定则:右手握住导线,拇指指向电流方向,弯曲四指所指的方向为磁场方向。手掌心不需要对着电流方向,因此选D。
7. .U型铁磁材料和电路的连接如图所示,开关S闭合时,小磁针将( )
A. 小磁针顺时针转动
B. 小磁针 N 极垂直纸面向外转动
C. 小磁针逆时针转动
D. 静止不动
【答案】D
【解析】安培定则:(1)直流电流的磁场:右手握住直导体,大揭指指向电流的方向,弯曲四指所指方向就是磁感线的环绕方同;(2)通电螺线管中产生的碰场:右手握住螺线管,弯曲四指和螺线管中电流的方向一致,大拇指所指即为螺线管内部磁感线的方向(或通电螺线管磁场的 N 极);(3)通电环形导体产生的磁场:右手弯曲的四指和环形导体中电流方向一致,伸直的大指所指的方向就是环形导体中心轴线上磁感线的方向。
8. 若将通电螺线管中的电流反向,则使用安培定则判断出的磁场方向( )
A. 不变
B. 反向
C. 无法判断
D. 与电流无关
【答案】B
【解析】当通电螺线管中的电流反向时,根据安培定则,其周围的磁场方向也会发生反向。
9. 从螺线管左端观察,线圈中的约定电流呈逆时针方向流动,则该螺线管两端的磁极是( )
A. 左端为N极,右端为S极
B. 左端为S极,右端为N极
C. 左端和右端均为N极
D. 左端和右端均为S极
【答案】A
【解析】用右手握住螺线管,四指沿电流方向弯曲,拇指所指的一端为N极。从左端看电流逆时针流动时,左端为N极。
10. 如图所示,直线电流与通电线圈同在纸面内,通电线圈所受的电磁力合力方向为( )
A. 静止
B. 向下受力
C. 向左运动
D. 向右运动
【答案】D
11. 某通电螺线管从左端观察时,线圈电流原来呈顺时针方向流动。保持螺线管位置不变,将电源正负极对调后,两端磁极的变化是( )
A. 左端由N极变为S极,右端由S极变为N极
B. 左端由S极变为N极,右端由N极变为S极
C. 左端始终为N极,右端始终为S极
D. 左端始终为S极,右端始终为N极
【答案】B
【解析】原来从左端看电流顺时针流动,左端为S极。电源正负极对调后,线圈中的电流方向反向,因此螺线管两端的磁极也互换。
12. 两根相互平行的长直导线竖直放置,间距相等,导线中的电流大小相等且方向均由下向上。在两导线连线的中点处,两导线产生的磁场情况是( )
A. 磁场方向相反,合成磁场为零
B. 磁场方向相同,合成磁场增强
C. 磁场方向垂直,合成磁场偏转
D. 磁场方向相同,合成磁场减弱
【答案】A
【解析】根据右手螺旋法则,位于两导线中点处的磁场方向分别相反。由于两处到导线距离相等、电流大小相等,两个磁场强弱相同,合成磁场为零。
13. 一根竖直直导线中的约定电流由下向上流动。P点位于导线右侧,Q点位于导线左侧,则两点处磁感线垂直纸面的方向分别是( )
A. P点向外,Q点向里
B. P点向里,Q点向外
C. P点向外,Q点向外
D. P点向里,Q点向里
【答案】B
【解析】右手拇指指向上方时,四指弯曲方向表示磁场方向。导线右侧的磁场垂直纸面向里,导线左侧的磁场垂直纸面向外。
14. 如图所示,直线电流与通电矩形线圈同在纸面内,线框所受磁场力的方向为( )
A. 垂直向上
B. 垂直向下
C. 水平向左
D. 水平向右
【答案】C
15. 从螺线管左端观察,线圈中的约定电流呈逆时针方向流动。改从右端观察时,电流方向及右端磁极分别是( )
A. 电流呈逆时针方向,右端为N极
B. 电流呈顺时针方向,右端为N极
C. 电流呈逆时针方向,右端为S极
D. 电流呈顺时针方向,右端为S极
【答案】D
【解析】从左端看电流逆时针流动时,左端为N极,右端为S极。观察方向改到右端后,看到的电流旋转方向变为顺时针。
16. 判断通电螺线管磁极时,右手螺旋法则的正确使用方法是( )
A. 拇指指向电流方向,四指指向南极方向
B. 拇指指向南极方向,四指指向电流方向
C. 拇指指向磁场方向,四指指向南极方向
D. 四指沿电流方向弯曲,拇指指向北极方向
【答案】D
【解析】判断通电螺线管磁极时,右手四指应沿线圈中约定电流方向弯曲,伸直的拇指所指的一端为螺线管的N极。
17. 如图所示,六根导线互相绝缘,所通电流均为I, 区 域A、B 、C 、D 均为相等的正方形,那么指向纸内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
18. 一根竖直直导线中的约定电流由下向上流动,在导线正右方一点处,磁感线的方向是( )
A. 竖直向上
B. 竖直向下
C. 垂直纸面向里
D. 垂直纸面向外
【答案】C
【解析】右手拇指指向电流由下向上的方向,四指弯曲方向表示导线周围磁场方向。因此在导线正右方,磁感线垂直纸面向里。
19. 一个圆形线圈放在纸面内,从纸面正面观察,线圈中的约定电流呈逆时针方向流动。线圈中心处的磁感线方向是( )
A. 垂直纸面向里
B. 垂直纸面向外
C. 沿纸面向左
D. 沿纸面向右
【答案】B
【解析】用右手四指沿圆形线圈中逆时针电流方向弯曲,拇指指向纸面正面。拇指方向就是线圈中心处磁感线的方向。
20. 通电圆形线圈中的约定电流方向保持不变,若将线圈翻转一百八十度后仍从原观察面判断,线圈中心处磁感线方向将( )
A. 保持原来的方向不变
B. 逐渐减小至完全消失
C. 变为与原来相反的方向
D. 变为沿线圈圆周的方向
【答案】C
【解析】线圈翻转一百八十度后,原来朝向观察面的磁场方向将转向背离观察面。根据右手螺旋法则判断,线圈中心处磁感线方向与原来相反。
二、填空题(本大题共10小题,每题2分,共20分)
21. 电流所产生的磁场的方向可用______来判断。
【答案】安培定则
【解析】电流产生的磁场方向可用安培定则判断。对于直导线,可用右手握住导线,拇指指向电流方向,四指所指即为磁场方向。
22. 如图所示,线圈与直流电源相连接,在线圈的左边放置有一小磁针A,静止时N极指向线圈左端,另一小磁针B放置于直流电源右端连接的直导线下方,该小磁针的N极将向纸面______转动。(填“里”“外”或“不动”)
【答案】外
23. 用右手握住通电螺线管,让弯曲的四指指向电流方向,则大拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向,即大拇指指向通电螺线管的______。
【答案】N 极
【解析】根据右手螺旋定则,右手四指弯向电流方向时,大拇指所指为螺线管内部磁感线方向,也指向螺线管的N极。
24. 一通电螺线管水平放置,从左端观察,线圈中电流方向为逆时针。根据右手螺旋法则,螺线管的左端为______极。
【答案】N
【解析】用右手四指沿线圈电流方向弯曲,大拇指所指的一端为螺线管的北极。因此左端为N极。
25. 如图所示, 导体ad的磁感应强度B的方向为N极穿出纸面,导体的电流方向是______。
【答案】由a→b
26. 电流产生磁场的原理可以通过______来描述,这个定律描述了电流与其周围磁场之间的关系。
【答案】安培定律
【解析】安培定律(安培环路定理)描述了稳恒电流产生的磁场与电流之间的关系:磁感应强度沿任一闭合回路的线积分,等于真空磁导率与该闭合回路所围电流的代数和的乘积。因此填“安培定律”。
27. 判断通电直导线周围磁场方向时,右手大拇指指向电流方向,弯曲四指所指的方向就是______的方向。
【答案】磁感线
【解析】右手螺旋法则适用于判断通电直导线周围的磁场方向。大拇指表示电流方向,四指弯曲方向表示磁感线方向。
28. 如图所示,某匀强磁场的磁感应强度B=0.1T,在磁场中放置一面积S=1 的矩形线框,磁感应强度的方向与线框平面的夹角θ=,穿过线框平面的磁通量Φ=______Wb。
【答案】0.05
29. 某通电螺线管的A端电流方向,从A端观察为顺时针。根据右手螺旋法则,A端为______极。
【答案】S
【解析】用右手四指沿A端观察到的顺时针电流方向弯曲时,大拇指指向螺线管内部的另一端。因此A端为S极。
30. 一根竖直通电直导线中的电流方向向上。从上方沿电流方向俯视时,导线周围磁感线的方向为______。
【答案】逆时针
【解析】从上方观察时,电流方向指向观察者。右手大拇指指向电流方向,四指弯曲方向为逆时针。
三、判断题(本大题共10小题,每题1分,共10分)
31. 用右手螺旋法则判断通电直导线周围磁场方向时,大拇指应指向电流方向,四指弯曲方向表示磁场方向。( )
【答案】正确
【解析】右手螺旋法则中,大拇指表示电流的方向,弯曲四指表示导线周围磁感线的环绕方向。
32. 判断通电螺线管两端磁极时,右手四指沿线圈电流方向弯曲,大拇指所指的一端为螺线管的N极。( )
【答案】正确
【解析】右手握住通电螺线管,四指顺着线圈中的电流方向弯曲时,伸直的大拇指所指端就是螺线管的北极。
33. 应用右手螺旋法则时,手指所对应的电流方向是约定的电流方向,而不是电子实际移动方向。( )
【答案】正确
【解析】电流方向规定为正电荷定向移动的方向,在金属导体中与电子实际移动方向相反。右手螺旋法则应按约定电流方向使用。
34. 判断通电直导线周围的磁场方向时,右手大拇指应指向磁场方向,四指弯曲方向应指向电流方向。( )
【答案】错误
【解析】该说法把电流方向和磁场方向的位置颠倒了。正确方法是大拇指指向电流方向,四指弯曲方向表示磁场方向。
35. 两根平行直导线通有大小相等、方向相同的电流时,两导线中点处的磁场方向相反,因此该点的合磁场为零。( )
【答案】正确
【解析】根据右手螺旋法则,两根导线在中点处产生的磁场方向相反。由于两处磁场强度相等,叠加后合磁场为零。
36. 用右手螺旋法则判断通电螺线管的磁极时,大拇指所指的一端为螺线管的S极。( )
【答案】错误
【解析】右手四指沿线圈电流方向弯曲时,大拇指所指的一端为螺线管的N极,而不是S极。
37. 通电直导线竖直放置,电流方向由下向上。在导线东侧某点,磁场方向为由南向北。( )
【答案】正确
【解析】用右手握住导线,拇指指向电流方向由下向上,四指弯曲的方向表示磁感线方向。在导线东侧,磁场方向为由南向北。
38. 通电直导线周围磁感线的方向可用右手螺旋定则判断:右手握住导线,拇指指向电流方向,四指弯曲方向就是磁感线方向。( )
【答案】正确
【解析】右手螺旋定则中,拇指表示电流方向,四指弯曲方向表示导线周围磁感线方向。
39. 用右手螺旋法则判断通电螺线管的磁极时,右手四指应指向线圈内部磁感线的方向。( )
【答案】错误
【解析】判断通电螺线管磁极时,右手四指应沿线圈中电流的绕行方向弯曲,拇指所指的一端为螺线管的北极。
40. 从通电螺线管的左端观察,若线圈中的电流沿顺时针方向绕行,则螺线管左端为南极。( )
【答案】正确
【解析】从螺线管某端观察,电流沿顺时针方向绕行时,该端相当于磁针的南极;电流沿逆时针方向绕行时,该端相当于北极。
四、简答题(本大题共4小题,每题5分,共20分)
41. 简述右手螺旋法则在判断通电直导线周围磁场方向时的使用方法。
【答案】(1)用右手握住通电直导线,使拇指指向电流方向。
(2)其余四指弯曲的方向,就是导线周围磁感线的环绕方向。
(3)判断某一点的磁场方向时,应结合该点相对导线的位置确定四指所指方向。
【解析】通电直导线周围的磁场方向与电流方向有关。右手拇指表示电流方向,四指弯曲方向表示磁感线方向,二者必须对应使用。
42. 如图所示,说明极 A、B的名称并判断导体 C的受力方向。
【答案】磁极 A、B分别为 N、S;水平向左。
43. 请简要解释什么是线性电感,列举其在电路中的一个应用场景。并画出其示意图
【答案】线性电感是指其电感值随着电流或磁通量的变化而线性变化的电感元件。通常用于需要电感值随外部条件变化的电路中,例如传感器、调节电源、和信号处理中。
44. 一台直流电磁铁接通电源后,需要判断线圈两端的磁极并核对内部磁场方向。简述应用右手螺旋法则进行判断的步骤,并说明螺线管内部磁感线的方向。
【答案】(1)先根据电源正负极和导线连接情况,确定线圈中电流的绕行方向。
(2)用右手四指沿线圈中电流的绕行方向弯曲,伸直的拇指所指一端为螺线管的北极。
(3)螺线管内部磁感线方向由南极指向北极,外部磁感线方向由北极指向南极。
【解析】判断螺线管磁极的关键是先准确确定线圈电流方向,再按右手螺旋法则判断。磁感线构成闭合曲线,因此内部与外部的方向相反。
五、综合应用题(本大题共1小题,每题10分,共10分)
45. 某自动化设备的推料机构采用空心螺线管电磁铁。线圈长度为0.25 m,匝数为1000匝,通电电流为2.0 A,空气磁导率取4π×10^-7 T·m/A。忽略边缘效应,螺线管内部磁感应强度可按B=μ0NI/l计算。
(1)计算该螺线管内部的磁感应强度。
(2)从螺线管左端观察,线圈中电流沿逆时针方向绕行。判断左端的磁极性质,并说明螺线管内部磁感线的方向。
(3)设备调试时发现推力不足。在不改变线圈长度和匝数的条件下,提出一种增强磁场的措施,并说明实施该措施时应注意的安全问题。
【答案】(1)线圈单位长度匝数为n=N/l=1000/0.25=4000匝/m。
磁感应强度B=μ0nI=4π×10^-7×4000×2.0 T,约为1.01×10^-2 T。
(2)左端为北极。螺线管内部磁感线方向由右端南极指向左端北极。
(3)可在额定范围内适当增大线圈电流。增大电流会使线圈发热加剧,应核对电源、导线和线圈的额定电流,并采取必要的过流保护和散热措施。
【解析】(1)先由线圈匝数和长度求出单位长度匝数,再代入长直螺线管磁感应强度公式计算。
(2)从左端观察电流为逆时针方向时,按右手螺旋法则可判断拇指指向左端,因此左端为北极。
(3)磁感应强度与电流成正比,但实际增大电流必须受线圈允许温升和电源额定容量限制。
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