山东省（春季高考）电气技术类 《电工技术基础与技能》项目十二任务五 45分钟专题训练卷

山东省（春季高考）电气技术类《电工技术基础与技能》45分钟专题训练卷专辑，共155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电气技术类理论知识，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电气技术类高考的学生。 与本专辑配套的还有山东省春季高考考试《电子技术基础与技能》45分钟专题训练卷专辑，欢迎同学和老师们下载使用。 山东省（春季高考）电气技术类 《电工技术基础与技能》 项目十二：磁与电 任务五：互感系数的概念 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. 耦合系数k=0.5，线圈H，H，则互感M=（ ） A. 3H B. 6H C. 12H D. 2H 2. 两个线圈的互感系数M取决于（ ） A. 线圈中的电流 B. 线圈的匝数、形状及相对位置 C. 线圈的电阻 D. 外加电压 3. 电感值为和的耦合电感，其最大的互感值为（ ） A. M= B. M= C. M= D. M= 4. 互感系数的取值范围是（ ） A. [0， 1] B. [0， ∞) C. (0， 1] D. (-∞， ∞) 5. 互感电动势的大小与______成正比（ ） A. 另一线圈中电流的大小 B. 另一线圈中电流的变化量 C. 另一线圈中电流的变化率 D. 线圈的匝数 6. 已知，两互感线圈顺向串联时的等效电感系数为5H，反向串联时的等效电感系数为1H,则两线圈间的互感系数为（ ） A. 2H B. 1.5H C. 0.5H D. 1H 7. 耦合系数的取值范围是（ ） A. B. C. D. 8. 两个互感线圈，当它们的相对位置和周围介质发生变化时，其互感系数将（ ） A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 变化 9. 两个互感线圈，匝数分别为 N1、N2，间距为 d，若将 N1 加倍、N2 减半，间距 d 变为 2d，则互感系数 M 将（ ）​ A. 变为原来的 1/2​ B. 变为原来的 1/4​ C. 变为原来的 1/8​ D. 无法确定​​ 10. 耦合系数K的取值区间为（ ） A. B. C. D. 11. 互感系数的单位是（ ） A. 法拉 B. 亨利 C. 欧姆 D. 特斯拉 12. 互感系数的物理意义是（ ） A. 衡量线圈自感强弱的物理量 B. 衡量电阻耗能多少的物理量 C. 衡量两线圈磁耦合强弱的物理量 D. 衡量电容储能多少的物理量 13. 互感系数的国际单位是（ ） A. 亨利 B. 欧姆 C. 法拉 D. 韦伯 14. 互感系数的定义式为（ ） A. B. C. D. 15. 在线性磁路中，线圈甲通入1.5 A电流时，线圈乙的互感磁链为0.45 Wb，则两线圈间的互感系数为（ ） A. 0.15 H B. 0.30 H C. 0.45 H D. 0.675 H 16. 将原来空气耦合的两个线圈绕在同一闭合铁芯上，其他条件不变时，互感系数通常（ ） A. 明显增大 B. 明显减小 C. 保持不变 D. 趋近于零 17. 对于给定的两个线圈，耦合系数主要反映（ ） A. 两线圈电阻的匹配程度 B. 两线圈电压的变换比值 C. 两线圈磁通的耦合程度 D. 两线圈功率的损耗程度 18. 在其他条件不变时，若两个线圈之间的距离增大，互感系数通常（ ） A. 随之明显增大 B. 保持原值不变 C. 与距离无关 D. 随之逐渐减小 19. 线圈1中通入2 A电流时，在线圈2每匝中建立的互感磁通为0.01 Wb。若线圈2有200匝，则两线圈间的互感系数为（ ） A. 0.01 H B. 0.10 H C. 1.00 H D. 100 H 20. 两个耦合线圈的自感系数分别为 H、 H，耦合系数。线圈1中的电流在0.10 s内由0均匀增至2 A，则互感系数和线圈2中感应电压的大小分别为（ ） A. 1 H，20 V B. 2 H，40 V C. 3 H，30 V D. 3 H，60 V 二、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 21. 简述什么是互感系数 22. 简述互感系数的物理意义，并说明其单位。 23. 两个线圈绕在同一铁芯上。线圈1中的电流由0 A均匀增大到2 A时，线圈2的磁通链由0 Wb增加到0.8 Wb。说明互感系数的计算方法，并计算两线圈间的互感系数。 三、计算题（本大题共3小题，每题6分，共18分） 24. 某互感线圈中，当原线圈电流由零均匀增大到 时，在副线圈中产生的互感磁链为 。（1）计算两线圈间的互感系数。（2）若原线圈电流变化率为 ，计算副线圈中感应电动势的大小。 25. 某变压器原线圈通入 的直流电流时，副线圈的互感磁链为 。保持磁路工作在线性范围内，原线圈电流增至 。（1）计算两线圈间的互感系数。（2）计算原线圈电流为 时，副线圈的互感磁链。（3）若原线圈电流在 内由 均匀增至 ，计算副线圈感应电动势的大小。 26. 某耦合线圈的副线圈共有 匝。当原线圈电流为 时，穿过副线圈每匝的互感磁通为 。现原线圈电流在 内由 均匀减小到 。（1）计算原线圈电流为 时副线圈的互感磁链。（2）计算两线圈间的互感系数。（3）计算该过程中副线圈感应电动势的大小，并说明其磁场作用方向。 四、综合应用题（本大题共3小题，每题10分，共30分） 27. 某电气维修技师对一台小型变压器进行互感测试。已知副边线圈匝数为500匝，当原边电流由0 A均匀增大到2.0 A时，穿过副边每匝线圈的磁通由0增加到0.8 mWb。（1）计算原、副边线圈间的互感系数。（2）若原边电流在0.04 s内由0 A增大到2.0 A，计算副边感应电动势的大小。（3）说明提高两线圈互感系数可采取的一项措施。 28. 某自动控制设备的电磁执行机构由两个磁耦合线圈组成。测得线圈一的自感系数为0.80 H，线圈二的自感系数为0.45 H，两线圈的耦合系数为0.75。（1）计算两线圈之间的互感系数。（2）当线圈一中的电流由0 A均匀增大到1.2 A，历时0.06 s时，计算线圈二中产生的感应电动势大小。（3）若实际测得的感应电动势仅为7.2 V，判断该装置的实际互感系数是否低于计算值，并说明可能原因。 29. 某电气设备制造企业对互感器样机进行出厂校验。试验中，原边电流由3.6 A均匀减小到0.6 A，变化时间为0.15 s，副边线圈中测得感应电动势大小为12 V。副边线圈匝数为300匝。（1）计算该互感器原、副边线圈之间的互感系数。（2）计算本次电流变化过程中副边线圈磁链的变化量，以及穿过副边每匝线圈磁通的变化量。（3）根据互感系数的物理意义，说明表示的含义。 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 $ 山东省（春季高考）电气技术类《电工技术基础与技能》45分钟专题训练卷专辑，共155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电气技术类理论知识，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电气技术类高考的学生。 与本专辑配套的还有山东省春季高考考试《电子技术基础与技能》45分钟专题训练卷专辑，欢迎同学和老师们下载使用。 山东省（春季高考）电气技术类 《电工技术基础与技能》 项目十二：磁与电 任务五：互感系数的概念 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. 耦合系数k=0.5，线圈H，H，则互感M=（ ） A. 3H B. 6H C. 12H D. 2H 【答案】A 【解析】由k = M/，得M = k3H。 2. 两个线圈的互感系数M取决于（ ） A. 线圈中的电流 B. 线圈的匝数、形状及相对位置 C. 线圈的电阻 D. 外加电压 【答案】B 【解析】M是线圈本身的参数，与匝数、尺寸、相对位置及周围磁介质有关，与电流、电压无关。 3. 电感值为和的耦合电感，其最大的互感值为（ ） A. M= B. M= C. M= D. M= 【答案】C 【解析】互感系数满足，且。当时，互感值最大，因此，选C。 4. 互感系数的取值范围是（ ） A. [0， 1] B. [0， ∞) C. (0， 1] D. (-∞， ∞) 【答案】A 【解析】耦合系数k表示两个线圈磁通耦合的程度，满足。其中，表示无耦合，表示完全耦合。因此互感系数的取值范围为[0，1]，选A。 5. 互感电动势的大小与______成正比（ ） A. 另一线圈中电流的大小 B. 另一线圈中电流的变化量 C. 另一线圈中电流的变化率 D. 线圈的匝数 【答案】C 【解析】根据互感电动势公式可知，互感电动势的大小与另一线圈中电流的变化率成正比，选C。 6. 已知，两互感线圈顺向串联时的等效电感系数为5H，反向串联时的等效电感系数为1H,则两线圈间的互感系数为（ ） A. 2H B. 1.5H C. 0.5H D. 1H 【答案】D 【解析】顺向串联时，反向串联时。两式相减得，所以，选D。 7. 耦合系数的取值范围是（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】耦合系数表示两个线圈磁通耦合的程度，其取值范围为。表示无耦合，表示完全耦合，选A。 8. 两个互感线圈，当它们的相对位置和周围介质发生变化时，其互感系数将（ ） A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 变化 【答案】D 【解析】互感系数与两个线圈的相对位置、距离、绕向以及周围介质的磁导率等因素有关。当相对位置或周围介质发生变化时，互感系数也会发生变化，选D。 9. 两个互感线圈，匝数分别为 N1、N2，间距为 d，若将 N1 加倍、N2 减半，间距 d 变为 2d，则互感系数 M 将（ ）​ A. 变为原来的 1/2​ B. 变为原来的 1/4​ C. 变为原来的 1/8​ D. 无法确定​​ 【答案】D 【解析】互感系数除与两个线圈的匝数有关外，还与线圈的形状、相对位置、间距、磁路及周围介质等有关。题中未给出与间距的具体关系，因此无法仅根据所给条件确定的变化倍数，选D。 10. 耦合系数K的取值区间为（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】耦合系数，由于，，所以，故B正确。 11. 互感系数的单位是（ ） A. 法拉 B. 亨利 C. 欧姆 D. 特斯拉 【答案】B 【解析】由互感电动势公式可知，互感系数的单位为，即亨利（H），选B。 12. 互感系数的物理意义是（ ） A. 衡量线圈自感强弱的物理量 B. 衡量电阻耗能多少的物理量 C. 衡量两线圈磁耦合强弱的物理量 D. 衡量电容储能多少的物理量 【答案】C 【解析】互感系数用于表征一个线圈电流变化时，对另一线圈产生磁通链作用的强弱。 13. 互感系数的国际单位是（ ） A. 亨利 B. 欧姆 C. 法拉 D. 韦伯 【答案】A 【解析】互感系数与自感系数的单位相同，均为亨利，符号为H。 14. 互感系数的定义式为（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】互感系数等于一个线圈在另一线圈中产生的磁通链与该线圈电流的比值。 15. 在线性磁路中，线圈甲通入1.5 A电流时，线圈乙的互感磁链为0.45 Wb，则两线圈间的互感系数为（ ） A. 0.15 H B. 0.30 H C. 0.45 H D. 0.675 H 【答案】B 【解析】互感系数等于一线圈在另一线圈电流作用下产生的互感磁链与该电流之比，即0.45 Wb除以1.5 A，结果为0.30 H。 16. 将原来空气耦合的两个线圈绕在同一闭合铁芯上，其他条件不变时，互感系数通常（ ） A. 明显增大 B. 明显减小 C. 保持不变 D. 趋近于零 【答案】A 【解析】共同铁芯磁导率较高，可使更多磁通同时链过两个线圈，互感系数增大。 17. 对于给定的两个线圈，耦合系数主要反映（ ） A. 两线圈电阻的匹配程度 B. 两线圈电压的变换比值 C. 两线圈磁通的耦合程度 D. 两线圈功率的损耗程度 【答案】C 【解析】耦合系数反映两个线圈之间磁通耦合的紧密程度，其取值范围为0至1。 18. 在其他条件不变时，若两个线圈之间的距离增大，互感系数通常（ ） A. 随之明显增大 B. 保持原值不变 C. 与距离无关 D. 随之逐渐减小 【答案】D 【解析】线圈距离增大时，两个线圈共同链过的磁通减少，互感系数通常减小。 19. 线圈1中通入2 A电流时，在线圈2每匝中建立的互感磁通为0.01 Wb。若线圈2有200匝，则两线圈间的互感系数为（ ） A. 0.01 H B. 0.10 H C. 1.00 H D. 100 H 【答案】C 【解析】线圈2的磁通链为 Wb，互感系数为 H。 20. 两个耦合线圈的自感系数分别为 H、 H，耦合系数。线圈1中的电流在0.10 s内由0均匀增至2 A，则互感系数和线圈2中感应电压的大小分别为（ ） A. 1 H，20 V B. 2 H，40 V C. 3 H，30 V D. 3 H，60 V 【答案】D 【解析】 H。感应电压大小为 V。 二、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 21. 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的比值，称为这两个线圈的互感系数(或互感量)，简称互感。 【解析】设线圈1中电流为，该电流在线圈2中产生的互感磁链为，则互感系数定义为。同理，。在线性磁路、两线圈磁耦合不变时，通常有。互感系数表示一个线圈中的电流在另一个线圈中建立互感磁链的能力，其单位为亨利（H）。 22. 简述互感系数的物理意义，并说明其单位。 【答案】（1）互感系数表示两个相互耦合线圈之间磁通耦合程度的物理量。（2）当一个线圈中的电流变化时，互感系数反映该变化电流在线圈中产生磁通并与另一线圈交链的能力。（3）互感系数的单位是亨利，符号为H。 【解析】互感系数用于描述两个线圈间的电磁联系强弱。它与线圈结构、相对位置、磁介质等因素有关，单位与电感相同。 23. 两个线圈绕在同一铁芯上。线圈1中的电流由0 A均匀增大到2 A时，线圈2的磁通链由0 Wb增加到0.8 Wb。说明互感系数的计算方法，并计算两线圈间的互感系数。 【答案】（1）互感系数可用一个线圈在另一线圈中产生的磁通链与该线圈电流之比计算，即 。（2）代入数据得 。（3）两线圈间的互感系数为0.4 H，表明线圈1电流每变化1 A，在线圈2中产生的磁通链变化量为0.4 Wb。 【解析】（1）互感系数由另一线圈的磁通链与激励电流的比值确定。（2）磁通链为0.8 Wb，电流为2 A，计算得互感系数为0.4 H。（3）互感系数数值越大，表示两线圈的磁耦合程度越强。 三、计算题（本大题共3小题，每题6分，共18分） 24. 某互感线圈中，当原线圈电流由零均匀增大到 时，在副线圈中产生的互感磁链为 。（1）计算两线圈间的互感系数。（2）若原线圈电流变化率为 ，计算副线圈中感应电动势的大小。 【答案】（1）。（2）。 【解析】（1）互感系数定义为副线圈互感磁链与原线圈电流之比：。（2）副线圈感应电动势大小为。代入、，得。 25. 某变压器原线圈通入 的直流电流时，副线圈的互感磁链为 。保持磁路工作在线性范围内，原线圈电流增至 。（1）计算两线圈间的互感系数。（2）计算原线圈电流为 时，副线圈的互感磁链。（3）若原线圈电流在 内由 均匀增至 ，计算副线圈感应电动势的大小。 【答案】（1）。（2），即 。（3），。 【解析】（1）将换算为。由，得。（2）磁路在线性范围内时，互感磁链与原线圈电流成正比：。（3）原线圈电流变化率为。因此副线圈感应电动势大小为。 26. 某耦合线圈的副线圈共有 匝。当原线圈电流为 时，穿过副线圈每匝的互感磁通为 。现原线圈电流在 内由 均匀减小到 。（1）计算原线圈电流为 时副线圈的互感磁链。（2）计算两线圈间的互感系数。（3）计算该过程中副线圈感应电动势的大小，并说明其磁场作用方向。 【答案】（1）。（2）。（3） ，。根据楞次定律，副线圈产生的磁场应阻碍原线圈磁通减小，因此其方向与原线圈原有磁场方向相同。 【解析】（1）副线圈的互感磁链等于匝数与每匝互感磁通的乘积：。（2）由互感系数定义，。（3）原线圈电流变化率的大小为 ，故副线圈感应电动势大小为。原线圈电流减小使原有磁通减小，副线圈感应磁场应阻碍该磁通减小，故其磁场方向与原有磁场方向相同。 四、综合应用题（本大题共3小题，每题10分，共30分） 27. 某电气维修技师对一台小型变压器进行互感测试。已知副边线圈匝数为500匝，当原边电流由0 A均匀增大到2.0 A时，穿过副边每匝线圈的磁通由0增加到0.8 mWb。（1）计算原、副边线圈间的互感系数。（2）若原边电流在0.04 s内由0 A增大到2.0 A，计算副边感应电动势的大小。（3）说明提高两线圈互感系数可采取的一项措施。 【答案】（1），代入，得。（2），代入，得。（3）可减小两线圈间的磁路漏磁，例如使两线圈绕在同一铁芯上并靠近布置。 【解析】（1）副边磁链变化量为。因此互感系数为。（2）原边电流变化率为。副边感应电动势大小为。（3）可使两线圈绕在同一铁芯上并靠近布置，以减小漏磁、增强磁耦合，从而提高互感系数。 28. 某自动控制设备的电磁执行机构由两个磁耦合线圈组成。测得线圈一的自感系数为0.80 H，线圈二的自感系数为0.45 H，两线圈的耦合系数为0.75。（1）计算两线圈之间的互感系数。（2）当线圈一中的电流由0 A均匀增大到1.2 A，历时0.06 s时，计算线圈二中产生的感应电动势大小。（3）若实际测得的感应电动势仅为7.2 V，判断该装置的实际互感系数是否低于计算值，并说明可能原因。 【答案】（1），代入，得。（2），代入，得。（3）实际互感系数低于计算值。。可能是线圈位置偏移、铁芯磁路接触不良或漏磁增大。 【解析】（1）互感系数与耦合系数、自感系数的关系为。因此。（2）线圈一电流变化率为，所以线圈二感应电动势大小为。（3）按实测电动势计算，实际互感系数为。因，实际互感系数低于计算值。可能原因包括线圈位置偏移、铁芯磁路接触不良或漏磁增大。 29. 某电气设备制造企业对互感器样机进行出厂校验。试验中，原边电流由3.6 A均匀减小到0.6 A，变化时间为0.15 s，副边线圈中测得感应电动势大小为12 V。副边线圈匝数为300匝。（1）计算该互感器原、副边线圈之间的互感系数。（2）计算本次电流变化过程中副边线圈磁链的变化量，以及穿过副边每匝线圈磁通的变化量。（3）根据互感系数的物理意义，说明表示的含义。 【答案】（1），代入，得。（2），代入，得。，得，即6 mWb。（3）表示原边电流变化1 A时，与副边线圈交链的磁链变化量为0.60 Wb。 【解析】（1）原边电流变化量的大小为。由，得。（2）副边磁链变化量为。副边有匝，每匝磁通变化量为。（3）表示原边电流每变化时，与副边线圈交链的磁链变化量为。 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 $