山东省（春季高考）电气技术类 《电工技术基础与技能》项目十二任务六 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 任务六：铁磁性材料 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. 下列哪种材料适用于制造永久磁铁？（ ） A. 软磁性材料 B. 硬磁性材料 C. 矩磁性材料 D. 非铁磁性材料 2. 一块钢材经磁化后撤去外加磁场，仍能保持一定磁性的性质称为（ ） A. 剩磁性 B. 矫顽性 C. 磁性饱和 D. 磁导性 3. 铁磁性物质的磁滞损耗与下列哪个因素关系最为密切（ ） A. 材料的密度 B. 外磁场的大小 C. 材料的导磁率 D. 材料的硬度 4. 以下哪种材料不是常用的磁屏蔽材料（ ） A. 铁 B. 铜 C. 铝 D. 钛合金 5. 导体材料对涡流损耗的影响主要体现在（ ） A. 电流大小 B. 导体的形状 C. 导体的电阻率 D. 导体的导电性 6. 居里温度是什么？（ ） A. 物质在这一温度下会发生相变 B. 物质在这一温度以上会失去自发磁性 C. 物质在这一温度下会发生超导 D. 物质在这一温度下会呈现电导率变化 7. 如图所示,该电气符号表示（ ） A. 制动电磁铁 B. 牵引电磁铁 C. 阀用电磁铁 D. 起魔电磁铁 8. 稀土永久磁铁由哪种元素制成？（ ） A. 铁和镍 B. 铁和钴 C. 钕、钷、钐等稀土元素 D. 铜、铝、锰等常见金属元素 9. 用来制作电动机和变压器铁心的材料必须是_____材料。（ ） A. 硬磁性 B. 软磁性 C. 矩磁性 D. 顺磁性 10. 交流铁心线圈的铁损包括（ ） A. 磁滞损耗 B. 涡流损耗 C. 磁滞损耗、涡流损耗 D. 上述说法都不对 11. 下列物质属于铁磁物质的是（ ） A. 银 B. 铜 C. 锌 D. 镍 12. 如果将一个电感为10亨利的电路连接到一个频率为50Hz的交流电源上，感应出的涡流损耗会（ ） A. 随频率增加而减小 B. 随频率增加而增大 C. 与频率无关 D. 随频率增加而波动 13. 导体内由变化磁通量感应产生的、呈闭合旋涡状流动的电流称为（ ） A. 涡流 B. 位移电流 C. 漏电流 D. 短路电流 14. 某电容实验电路如图所示，在将绝缘介质填入电容的过程中，电路将出现的情况是（ ） A. 有电流流动，且方向为A→C→B B. 有电流流动，且方向为B→C→A C. 无电流流动 D. 无法判断 15. 铁磁性材料在磁化过程中，当外加磁场H不断增加，而测得的磁感强度几乎不变的性质称为（ ） A. 磁滞性 B. 剩磁性 C. 高导磁性 D. 磁性饱和 16. 铁磁性物质的磁化过程中，磁矩会（ ） A. 随机分布 B. 没有变化 C. 排列有序 D. 消失 17. 铁磁性物质的磁滞回线主要描述了（ ） A. 磁场与磁感应强度的关系 B. 磁场与磁化强度的关系 C. 磁化强度与磁感应强度的关系 D. 磁场与磁阻的关系 18. 居里温度是指什么温度？（ ） A. 金属开始发光的温度 B. 金属导电性降至零的温度 C. 铁磁性物质失去自发磁性的温度 D. 金属开始熔化的温度 19. 在磁滞回线中，磁滞区的特点是：（ ） A. 磁化强度和磁场强度成正比 B. 磁化强度和磁场强度成反比 C. 磁场强度增加时磁化强度不变 D. 磁化强度和磁场强度的关系不确定 20. 当磁场强度增加时，铁磁性材料的磁滞回线的特点是：（ ） A. 磁滞回线的面积增加 B. 磁滞回线的面积减小 C. 磁滞回线变得水平 D. 磁滞回线的形状不变 二、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 21. 什么是磁滞损耗 22. 简述高频变化的磁场的屏蔽措施。 23. 什么是磁化 三、计算题（本大题共3小题，每题6分，共18分） 24. 一均匀闭合铁心的平均磁路长度为 ，横截面积为 ，相对磁导率为 。铁心中通过的磁通为 ，忽略漏磁和磁路接缝的影响。求：（1）铁心中的磁感应强度 。（2）铁心中的磁场强度 。（3）建立该磁通所需的磁动势 。 25. 对某铁磁材料进行磁化试验，得到两个工作点的数据：工作点甲的磁场强度为 ，磁感应强度为 ；工作点乙的磁场强度为 ，磁感应强度为 。取真空磁导率 。求：（1）工作点甲的磁导率及相对磁导率。（2）工作点乙的磁导率及相对磁导率。（3）比较两工作点的计算结果，说明材料磁化状态的变化。 26. 某交流电器的铁心体积为 。由该铁磁材料的磁滞回线测得，单位体积铁心每个磁化周期的磁滞损耗为 。电源频率为 ，设磁滞回线形状和铁心体积不变。求：（1）铁心每个磁化周期的磁滞损耗。（2）该铁心的磁滞损耗功率。（3）设备连续运行 时，磁滞损耗消耗的电能。 四、综合应用题（本大题共3小题，每题10分，共30分） 27. 某配电变压器检修后，需要校核铁心的工作状态。已知铁心有效截面积为 ，主磁通为 ，平均磁路长度为 ，励磁绕组匝数为400匝，励磁电流为 。该铁心材料的磁化曲线显示，当磁场强度为 时，磁感应强度约为 ，当磁感应强度超过 后曲线明显变陡。（1）计算铁心中的磁感应强度和磁场强度。（2）判断该铁心是否工作在明显饱和区域。（3）若运行中主磁通继续增大，应说明可能出现的现象及改进措施。 28. 某直流电磁铁用于自动分拣装置，其铁心平均磁路长度为 ，截面积为 ，铁心相对磁导率为2000。衔铁吸合后仍保留长度为 的空气隙，线圈匝数为500匝。要求磁路中建立 的磁通，忽略漏磁和边缘效应，真空磁导率取 。（1）计算铁心磁阻、空气隙磁阻及线圈所需电流。（2）比较铁心和空气隙对总磁阻的影响。（3）为减小线圈电流，在不改变磁通要求的条件下可采取哪些措施。 29. 某工厂对一台50 Hz小型变压器进行节能改造。原铁心有效截面积为 ，平均磁路长度为 。在额定磁通密度下，原铁心材料的磁滞回线面积所对应的单位体积磁滞损耗为 每周；备选冷轧硅钢片在相同磁通密度下的单位体积磁滞损耗为 每周。（1）计算原铁心每周的磁滞损耗能量及50 Hz运行时的磁滞损耗功率。（2）计算改用冷轧硅钢片后的磁滞损耗功率，并比较节能效果。（3）说明变压器铁心宜选用软磁材料的原因，并提出一项降低铁心损耗的工艺措施。 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 $ 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 任务六：铁磁性材料 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. 下列哪种材料适用于制造永久磁铁？（ ） A. 软磁性材料 B. 硬磁性材料 C. 矩磁性材料 D. 非铁磁性材料 【答案】B 【解析】永久磁铁需要具有较高的剩磁和矫顽力，因此常用硬磁性材料制造。故选B。 2. 一块钢材经磁化后撤去外加磁场，仍能保持一定磁性的性质称为（ ） A. 剩磁性 B. 矫顽性 C. 磁性饱和 D. 磁导性 【答案】A 【解析】铁磁性材料撤去外加磁场后仍保留部分磁性的现象称为剩磁性。 3. 铁磁性物质的磁滞损耗与下列哪个因素关系最为密切（ ） A. 材料的密度 B. 外磁场的大小 C. 材料的导磁率 D. 材料的硬度 【答案】B 【解析】磁滞损耗与外磁场的大小相关，外磁场越大，磁滞损耗越严重。 4. 以下哪种材料不是常用的磁屏蔽材料（ ） A. 铁 B. 铜 C. 铝 D. 钛合金 【答案】D 【解析】钛合金不是常用的磁屏蔽材料，常用的有铁、铜、铝等 5. 导体材料对涡流损耗的影响主要体现在（ ） A. 电流大小 B. 导体的形状 C. 导体的电阻率 D. 导体的导电性 【答案】C 【解析】导体材料对涡流损耗的影响主要通过电阻率体现。在磁通密度、频率和材料厚度等条件相同时，涡流损耗近似与电阻率成反比，即电阻率越大，涡流损耗越小。因此选C。 6. 居里温度是什么？（ ） A. 物质在这一温度下会发生相变 B. 物质在这一温度以上会失去自发磁性 C. 物质在这一温度下会发生超导 D. 物质在这一温度下会呈现电导率变化 【答案】B 【解析】居里温度是铁磁性物质由铁磁性转变为顺磁性的临界温度。当温度高于居里温度时，热运动破坏自发磁化，物质失去自发磁性。因此选B。 7. 如图所示,该电气符号表示（ ） A. 制动电磁铁 B. 牵引电磁铁 C. 阀用电磁铁 D. 起魔电磁铁 【答案】A 8. 稀土永久磁铁由哪种元素制成？（ ） A. 铁和镍 B. 铁和钴 C. 钕、钷、钐等稀土元素 D. 铜、铝、锰等常见金属元素 【答案】C 【解析】稀土永久磁铁的关键组元含有稀土元素，常见体系包括钕铁硼和钐钴等。选项C列举的是稀土元素，在所给选项中最符合题意，因此选C。 9. 用来制作电动机和变压器铁心的材料必须是_____材料。（ ） A. 硬磁性 B. 软磁性 C. 矩磁性 D. 顺磁性 【答案】B 【解析】电动机和变压器铁心要求材料具有高导磁率、低磁滞损耗和易磁化、易退磁的特点，因此应采用软磁性材料。 10. 交流铁心线圈的铁损包括（ ） A. 磁滞损耗 B. 涡流损耗 C. 磁滞损耗、涡流损耗 D. 上述说法都不对 【答案】C 【解析】交流磁通在铁心中交变时，会产生磁滞损耗；同时在铁心内部感应出涡流，形成涡流损耗。因此铁损包括磁滞损耗和涡流损耗。 11. 下列物质属于铁磁物质的是（ ） A. 银 B. 铜 C. 锌 D. 镍 【答案】D 【解析】铁磁物质能够被强烈磁化，常见的铁磁物质有铁、钴、镍等。银、铜、锌不属于铁磁物质，故选D。 12. 如果将一个电感为10亨利的电路连接到一个频率为50Hz的交流电源上，感应出的涡流损耗会（ ） A. 随频率增加而减小 B. 随频率增加而增大 C. 与频率无关 D. 随频率增加而波动 【答案】B 【解析】在铁心材料、磁通密度幅值和铁心尺寸等其他条件不变时，涡流损耗可近似表示为Pe∝B_，故频率增大时涡流损耗增大。因此按通常的比较条件，选B。 13. 导体内由变化磁通量感应产生的、呈闭合旋涡状流动的电流称为（ ） A. 涡流 B. 位移电流 C. 漏电流 D. 短路电流 【答案】A 【解析】当穿过导体内部闭合回路的磁通量发生变化时，根据电磁感应定律，导体内会产生感应电动势和闭合感应电流。该电流在导体内部呈旋涡状回路分布，称为涡流，故选A。 14. 某电容实验电路如图所示，在将绝缘介质填入电容的过程中，电路将出现的情况是（ ） A. 有电流流动，且方向为A→C→B B. 有电流流动，且方向为B→C→A C. 无电流流动 D. 无法判断 【答案】B 15. 铁磁性材料在磁化过程中，当外加磁场H不断增加，而测得的磁感强度几乎不变的性质称为（ ） A. 磁滞性 B. 剩磁性 C. 高导磁性 D. 磁性饱和 【答案】D 【解析】铁磁性材料在磁化过程中，随着外加磁场H不断增加，磁感应强度B增加逐渐变慢并趋于不再增加，这种现象称为磁饱和，故选D。 16. 铁磁性物质的磁化过程中，磁矩会（ ） A. 随机分布 B. 没有变化 C. 排列有序 D. 消失 【答案】C 【解析】铁磁性物质的磁化过程中，磁矩会排列有序，使物质具有磁性 17. 铁磁性物质的磁滞回线主要描述了（ ） A. 磁场与磁感应强度的关系 B. 磁场与磁化强度的关系 C. 磁化强度与磁感应强度的关系 D. 磁场与磁阻的关系 【答案】A 【解析】磁滞回线表示铁磁性材料在交变磁场作用下，磁感应强度B随磁场强度H变化时存在滞后现象所形成的闭合曲线。对于同一磁场强度H，增磁和退磁过程中的B值可能不同，因此形成B-H磁滞回线，故选A。 18. 居里温度是指什么温度？（ ） A. 金属开始发光的温度 B. 金属导电性降至零的温度 C. 铁磁性物质失去自发磁性的温度 D. 金属开始熔化的温度 【答案】C 【解析】居里温度是指铁磁性物质在这一温度下会失去自发磁性的温度。 19. 在磁滞回线中，磁滞区的特点是：（ ） A. 磁化强度和磁场强度成正比 B. 磁化强度和磁场强度成反比 C. 磁场强度增加时磁化强度不变 D. 磁化强度和磁场强度的关系不确定 【答案】D 【解析】在磁滞回线中，磁化强度随磁场强度变化具有滞后性。增大磁场和减小磁场时，即使磁场强度相同，磁化强度也可能不同，因此二者不是简单的正比或反比关系。四个选项中，D项最符合这一特点，故选D。 20. 当磁场强度增加时，铁磁性材料的磁滞回线的特点是：（ ） A. 磁滞回线的面积增加 B. 磁滞回线的面积减小 C. 磁滞回线变得水平 D. 磁滞回线的形状不变 【答案】A 【解析】随着磁场强度的增加，磁滞回线的面积会增加。 二、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 21. 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】铁磁性材料在交变磁场中反复磁化和退磁时，磁畴发生转动、畴壁发生移动，克服内部阻力会消耗能量。这部分能量最终主要转化为热能，称为磁滞损耗。单位体积材料每个磁化周期的磁滞损耗等于其B-H磁滞回线所围的面积，即Wh=∮H dB；频率越高，单位时间内的磁滞损耗通常越大。 22. 简述高频变化的磁场的屏蔽措施。 【答案】用铜或铝等导电性能良好的金属制成屏蔽罩,交变的磁场在金属屏蔽罩上产生很大的涡流,利用涡流的去磁作用来达到磁屏蔽的目的。 【解析】高频变化磁场宜采用铜、铝等导电性能良好的材料制成封闭或尽量连续的金属屏蔽罩。交变磁场在屏蔽罩表面感应出涡流，涡流产生的磁场根据楞次定律阻碍原磁通的变化，从而削弱进入屏蔽罩内部的磁场。高频时趋肤效应明显，感应电流主要集中在金属表层，因此良导体屏蔽对高频磁场较有效。 23. 什么是磁化 【答案】本来不具备磁性的物质，由于受磁场的作用而具有了磁性的现象称为该物质被磁化。 【解析】磁化是物质在外加磁场作用下获得磁性的过程。对铁磁性材料而言，外磁场会使原来取向较杂乱的磁畴发生畴壁移动和磁矩转动，使更多磁矩沿外磁场方向取向，因而材料表现出磁性。 三、计算题（本大题共3小题，每题6分，共18分） 24. 一均匀闭合铁心的平均磁路长度为 ，横截面积为 ，相对磁导率为 。铁心中通过的磁通为 ，忽略漏磁和磁路接缝的影响。求：（1）铁心中的磁感应强度 。（2）铁心中的磁场强度 。（3）建立该磁通所需的磁动势 。 【答案】（1）磁感应强度为 。（2）磁场强度约为 。（3）所需磁动势约为 。 【解析】（1）。（2） 。（3）。 25. 对某铁磁材料进行磁化试验，得到两个工作点的数据：工作点甲的磁场强度为 ，磁感应强度为 ；工作点乙的磁场强度为 ，磁感应强度为 。取真空磁导率 。求：（1）工作点甲的磁导率及相对磁导率。（2）工作点乙的磁导率及相对磁导率。（3）比较两工作点的计算结果，说明材料磁化状态的变化。 【答案】（1）工作点甲的磁导率为 ，相对磁导率约为 。（2）工作点乙的磁导率为 ，相对磁导率约为 。（3）工作点乙的磁导率较低，说明材料逐渐接近磁饱和状态。 【解析】（1）工作点甲的磁导率为 。 相对磁导率为 。 （2）工作点乙的磁导率为 。 相对磁导率为 。 （3）工作点乙的表观磁导率及相对磁导率均低于工作点甲，说明磁场强度继续增大时，磁感应强度的增加相对减缓。这与铁磁材料逐渐接近磁饱和状态的特征相符。 26. 某交流电器的铁心体积为 。由该铁磁材料的磁滞回线测得，单位体积铁心每个磁化周期的磁滞损耗为 。电源频率为 ，设磁滞回线形状和铁心体积不变。求：（1）铁心每个磁化周期的磁滞损耗。（2）该铁心的磁滞损耗功率。（3）设备连续运行 时，磁滞损耗消耗的电能。 【答案】（1）每个磁化周期的磁滞损耗为 。（2）磁滞损耗功率为 。（3）消耗的电能为 ，约为 。 【解析】（1），。（2）。（3），折合为 。 四、综合应用题（本大题共3小题，每题10分，共30分） 27. 某配电变压器检修后，需要校核铁心的工作状态。已知铁心有效截面积为 ，主磁通为 ，平均磁路长度为 ，励磁绕组匝数为400匝，励磁电流为 。该铁心材料的磁化曲线显示，当磁场强度为 时，磁感应强度约为 ，当磁感应强度超过 后曲线明显变陡。（1）计算铁心中的磁感应强度和磁场强度。（2）判断该铁心是否工作在明显饱和区域。（3）若运行中主磁通继续增大，应说明可能出现的现象及改进措施。 【答案】（1）铁心截面积为 。磁感应强度为 。磁场强度为 。（2）未工作在明显饱和区域。计算所得 ，低于磁化曲线明显变陡时的 。（3）磁通继续增大时，铁心可能逐渐饱和，励磁电流明显增大、铁损增加并导致温升升高。可适当增大铁心截面积，或降低绕组电压和磁通密度。 【解析】统一单位后，A=1.2×10^-3 ，Φ=0.96×10^-3 Wb，故B=Φ/A=0.80 T；H=NI/l=400 A/m。B低于1.20 T的明显变陡区，未明显饱和。磁通增大将使励磁电流、铁损和温升上升；可增大截面积或降低电压、磁通密度。 28. 某直流电磁铁用于自动分拣装置，其铁心平均磁路长度为 ，截面积为 ，铁心相对磁导率为2000。衔铁吸合后仍保留长度为 的空气隙，线圈匝数为500匝。要求磁路中建立 的磁通，忽略漏磁和边缘效应，真空磁导率取 。（1）计算铁心磁阻、空气隙磁阻及线圈所需电流。（2）比较铁心和空气隙对总磁阻的影响。（3）为减小线圈电流，在不改变磁通要求的条件下可采取哪些措施。 【答案】（1）铁心截面积为 。铁心磁阻为 。空气隙磁阻为 。总磁阻为 。所需磁动势为 。线圈电流为 。（2）空气隙磁阻约为铁心磁阻的3.3倍，是总磁阻的主要部分，磁动势主要消耗在空气隙中。（3）可在满足机械动作要求的前提下减小空气隙长度、增大磁路截面积，或增加线圈匝数。 【解析】（1）磁路总磁阻由铁心磁阻和空气隙磁阻组成，再由磁动势与磁通、磁阻的关系求电流。（2）空气的磁导率远小于铁磁材料，即使空气隙很小也会显著增大磁阻。（3）减小磁阻或增加匝数，均可降低达到规定磁通所需的电流。 29. 某工厂对一台50 Hz小型变压器进行节能改造。原铁心有效截面积为 ，平均磁路长度为 。在额定磁通密度下，原铁心材料的磁滞回线面积所对应的单位体积磁滞损耗为 每周；备选冷轧硅钢片在相同磁通密度下的单位体积磁滞损耗为 每周。（1）计算原铁心每周的磁滞损耗能量及50 Hz运行时的磁滞损耗功率。（2）计算改用冷轧硅钢片后的磁滞损耗功率，并比较节能效果。（3）说明变压器铁心宜选用软磁材料的原因，并提出一项降低铁心损耗的工艺措施。 【答案】（1）铁心体积为 。每周磁滞损耗能量为 。磁滞损耗功率为 。（2）冷轧硅钢片每周磁滞损耗能量为 。磁滞损耗功率为 。改造后磁滞损耗减少 ，磁滞损耗降低约为 。（3）软磁材料磁导率高、矫顽力小、磁滞回线面积小，适合反复磁化的变压器铁心。工艺上可采用相互绝缘的薄硅钢片叠装，以减小涡流损耗。 【解析】（1）磁滞回线面积表示单位体积每周损耗能量，先求铁心体积，再乘频率得到功率。（2）冷轧硅钢片磁滞回线较窄，单位体积磁滞损耗较小。（3）软磁材料可减小磁滞损耗，薄片叠装主要用于抑制涡流损耗。 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 $