山东省（春季高考）电气技术类 《电工技术基础与技能》项目十五任务二 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》 项目十五：三相正弦交流电路 任务二：直流电动机 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. 直流电动机中的电刷在实际应用中常采用（ ） A. 石墨电刷 B. 铜质电刷 C. 银质电刷 D. 白金电刷 2. 关于直流电动机换向磁极说法正确的是（ ） A. 换向磁极励磁绕组与主磁极励磁绕组相串联 B. 保证电动机的电枢转矩方向不变 C. 换向磁极数等于主磁极数 D. 换向磁极可增强电枢绕组磁场 3. 直流电机公式和中，磁通φ是指（ ） A. 空载时的主磁通 B. 电枢绕组产生的磁通 C. 负载时的合成有效磁通 D. 以上都不对 4. 直流电动机采用降低电源电压的方法起动，其目的是（ ） A. 为了使起动过程平稳 B. 为了减小起动转矩 C. 为了减小起动电流 D. 为了节省电能 5. 直流电动机电枢铁心是由_____而成。（ ） A. 0.5mm厚的相互绝缘的硅钢片叠压 B. 整块硅钢材料 C. 0.5mm厚的薄钢板叠压 D. 整块铸钢材料 6. 直流电机电枢中产生的电动势是（ ） A. 直流电动势 B. 非正弦交变电动势 C. 脉冲电动势 D. 交变电动势 7. 为减小涡流损耗，直流电动机电枢铁心通常采用（ ） A. 相互绝缘的硅钢片叠压 B. 整块软磁材料 C. 整块绝缘硬磁材料 D. 相互绝缘的薄钢板叠压 8. 直流电动机换向器的作用是使电枢获得（ ） A. 单向电流 B. 单向转矩 C. 恒定转矩 D. 旋转磁场 9. 他励直流电动机在负载起动时未加励磁，会有什么后果（ ） A. 电机过热，不能起动 B. 飞车 C. 起动电流增大，起动转矩增大 D. 以上都不对 10. 假设一个电动机的效率为80%，其输入功率为200W，则其输出的机械功率为：（ ） A. 100W B. 120W C. 160W D. 180W 11. 直流电动机换向磁极安装在两个主磁极的中性线上，其个数是（ ） A. 和主磁极个数相等 B. 等于主磁极个数的一半 C. 等于主磁极数或一半 D. 只有一对 12. 直流电动机中的换向极作用是（ ） A. 减少起动电流 B. 减少电刷与换向器表面的火花 C. 调节机械特性 D. 改变电动机的旋转方向 13. 直流电机电枢绕组导体内的电流是（ ） A. 直流 B. 脉动电流 C. 交流 D. 不定 14. 直流电机的励磁方式不包括以下哪种（ ） A. 串励 B. 并励 C. 复励 D. 磁励 15. 直流电动机电枢的作用是（ ） A. 将交流电流变为直流电流 B. 将直流电流变为交流电流 C. 实现电能—机械能转换 D. 产生主磁场 16. 起重设备中使用的直流电动机采用的励磁方式及特点是（ ） A. 并励方式，转速较低，产生的转矩很大 B. 串励方式，转速较低，产生的转矩很大 C. 并励方式，转速不随电动机拖动负载的变化而变化 D. 串励方式，转速不随电动机拖动负载的变化而变化 17. 直流电机中，哪个部分负责换向（ ） A. 定子 B. 转子 C. 电刷 D. 换向器 18. 他励直流电动机拖动恒转矩负载进行串电阻调速，设调速前后的电枢电流分别为和，那么（ ） A. ＜ B. 以上都不对 C. ＞ D. 19. 他励直流电动机拖动恒转矩负载，采用降低电压调速时，其电枢电流（ ） A. 增大 B. 不变 C. 减小 D. 以上都不对 20. 为使直流电动机运行时电磁转矩方向保持不变，负责定期改变电枢绕组电流方向的部件是（ ）。 A. 励磁绕组 B. 换向器 C. 电刷装置 D. 电枢铁心 二、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 21. 直流电动机启动时电流大、正常工作时电流不大的原因是什么？ 22. 直流电动机换向磁极的励磁绕组怎样连接？换向磁极的作用是什么？ 23. 简述直流电动机的基本结构，并说明其工作原理。 三、计算题（本大题共3小题，每题6分，共18分） 24. 一台并励直流电动机的电枢电压为220 V，电枢电流为10 A，电枢电阻为1 Ω，忽略电刷接触压降。求：（1）电动机运行时的反电动势。（2）电枢输入功率和电枢铜耗。（3）电磁功率。 25. 一台他励直流电动机的电枢电压为220 V，电枢电流为30 A，电枢电阻为0.3 Ω，转速为1200 r/min。已知机械损耗和铁耗共为330 W，忽略电刷接触压降。求：（1）电动机的反电动势。（2）电磁功率。（3）电动机的轴输出功率和输出转矩。 26. 一台他励直流电动机在励磁电流不变时，电枢电阻为0.4 Ω。电枢电压为220 V、电枢电流为15 A时，电动机转速为1000 r/min。现负载增大，电枢电流增至25 A，要求转速仍保持1000 r/min，忽略电刷接触压降。求：（1）原工作状态下的反电动势。（2）负载增大后，为保持原转速所需的反电动势。（3）应将电枢电压调节为多少，并说明调节原因。 四、综合应用题（本大题共3小题，每题10分，共30分） 27. 某维修车间的一台220 V直流并励电动机驱动通风设备。运行时电源电流为18 A，励磁绕组电阻为110 Ω，电枢回路总电阻为0.40 Ω。忽略电刷压降。（1）计算该电动机的励磁电流、电枢电流、反电动势和电磁功率。（2）若负载转矩不变，励磁电流因故障减小，使主磁通减小10%，且电枢电流近似不变，判断电动机转速如何变化。（3）说明直流并励电动机运行时励磁回路不应突然断开的原因，并提出一项预防措施。 28. 并励直流电动机固有机械特性曲线和调速后的机械特性曲线如图所示，请指出四条曲线分别代表明种情况 29. 某车间的输送装置采用并励直流电动机驱动。电枢电压为220 V，电枢电流为12 A，电枢电阻为0.50 Ω，稳定运行转速为1000 r/min。忽略电刷压降、机械损耗和铁耗。 （1）计算电动机运行时的反电动势和电磁功率。 （2）计算该工况下的电磁转矩。 （3）输送装置运行中，若误将励磁回路调节电阻增大，说明电动机转速和电枢电流可能发生的变化，并指出应采取的处理措施。 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》 项目十五：三相正弦交流电路 任务二：直流电动机 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. 直流电动机中的电刷在实际应用中常采用（ ） A. 石墨电刷 B. 铜质电刷 C. 银质电刷 D. 白金电刷 【答案】A 【解析】直流电动机的电刷用于与换向器保持滑动接触。石墨电刷导电性较好、摩擦小、耐磨且换向性能好，因此实际应用中常采用石墨电刷。 2. 关于直流电动机换向磁极说法正确的是（ ） A. 换向磁极励磁绕组与主磁极励磁绕组相串联 B. 保证电动机的电枢转矩方向不变 C. 换向磁极数等于主磁极数 D. 换向磁极可增强电枢绕组磁场 【答案】C 【解析】换向磁极安装在主磁极之间的几何中性线上，其数目通常与主磁极数相等。换向磁极的主要作用是改善换向、减小电刷火花，其绕组通常与电枢绕组串联，而不是与主磁极励磁绕组串联。 3. 直流电机公式和中，磁通φ是指（ ） A. 空载时的主磁通 B. 电枢绕组产生的磁通 C. 负载时的合成有效磁通 D. 以上都不对 【答案】C 【解析】公式中的磁通φ是电机在负载运行时气隙中的合成有效磁通，它受到主磁通和电枢反应的共同影响。故选C。 4. 直流电动机采用降低电源电压的方法起动，其目的是（ ） A. 为了使起动过程平稳 B. 为了减小起动转矩 C. 为了减小起动电流 D. 为了节省电能 【答案】C 【解析】直流电动机起动瞬间转速n=0，反电动势E=0，电枢电流Ia=(U-E)/Ra=U/Ra。由于电枢电阻Ra很小，直接起动时电枢电流会很大。降低电源电压可减小起动时的电枢电流，防止电流过大损坏电机。故选C。 5. 直流电动机电枢铁心是由_____而成。（ ） A. 0.5mm厚的相互绝缘的硅钢片叠压 B. 整块硅钢材料 C. 0.5mm厚的薄钢板叠压 D. 整块铸钢材料 【答案】A 【解析】电枢铁心采用相互绝缘的薄硅钢片叠压而成，常用硅钢片厚度约为0.5mm。这样可减小铁心中的涡流损耗。故选A。 6. 直流电机电枢中产生的电动势是（ ） A. 直流电动势 B. 非正弦交变电动势 C. 脉冲电动势 D. 交变电动势 【答案】D 【解析】电枢绕组导体随转子转动时，依次切割不同极性的磁场，导体中感应电动势的方向交替变化，因此电枢中产生的是交变电动势。经换向器整流后，电刷端输出直流电动势。故选D。 7. 为减小涡流损耗，直流电动机电枢铁心通常采用（ ） A. 相互绝缘的硅钢片叠压 B. 整块软磁材料 C. 整块绝缘硬磁材料 D. 相互绝缘的薄钢板叠压 【答案】A 【解析】为减小涡流损耗，电枢铁心应采用相互绝缘的硅钢片叠压制成。硅钢片具有较好的导磁性能，片间绝缘可限制涡流回路。故选A。 8. 直流电动机换向器的作用是使电枢获得（ ） A. 单向电流 B. 单向转矩 C. 恒定转矩 D. 旋转磁场 【答案】B 【解析】换向器能在电枢线圈转过磁极中性线时自动改变线圈电流方向，使电磁转矩方向始终保持不变，从而使电枢获得单向转矩。故选B。 9. 他励直流电动机在负载起动时未加励磁，会有什么后果（ ） A. 电机过热，不能起动 B. 飞车 C. 起动电流增大，起动转矩增大 D. 以上都不对 【答案】A 【解析】他励直流电动机起动时若未加励磁，主磁通很小，电枢电流会很大，而起动转矩又因磁通不足而很小，电机难以起动且易因过电流而过热。故选A。 10. 假设一个电动机的效率为80%，其输入功率为200W，则其输出的机械功率为：（ ） A. 100W B. 120W C. 160W D. 180W 【答案】C 【解析】效率η = 输出功率/输入功率*100%，所以输出功率= η * 输入功率 = 0.8 * 200W = 160W。 11. 直流电动机换向磁极安装在两个主磁极的中性线上，其个数是（ ） A. 和主磁极个数相等 B. 等于主磁极个数的一半 C. 等于主磁极数或一半 D. 只有一对 【答案】A 【解析】换向磁极设置在相邻两个主磁极之间的几何中性线上。为使各电枢线圈在换向区均得到有效补偿，换向磁极的个数通常与主磁极个数相等。故选A。 12. 直流电动机中的换向极作用是（ ） A. 减少起动电流 B. 减少电刷与换向器表面的火花 C. 调节机械特性 D. 改变电动机的旋转方向 【答案】B 【解析】换向极在换向区建立附加磁场，用于改善电枢线圈换向过程，减小电刷与换向器表面的火花。故选B。 13. 直流电机电枢绕组导体内的电流是（ ） A. 直流 B. 脉动电流 C. 交流 D. 不定 【答案】C 【解析】直流电动机由外部直流电源供电。电枢绕组随转子转动时，为使电磁转矩方向保持不变，换向器和电刷会使同一电枢线圈中的电流在经过中性线附近时换向。因此，从单个电枢导体看，其电流方向会周期性改变，属于交流电流。故选C。 14. 直流电机的励磁方式不包括以下哪种（ ） A. 串励 B. 并励 C. 复励 D. 磁励 【答案】D 【解析】直流电机常见的励磁方式有他励、并励、串励和复励。磁励不是直流电机的规范励磁方式名称。故选D。 15. 直流电动机电枢的作用是（ ） A. 将交流电流变为直流电流 B. 将直流电流变为交流电流 C. 实现电能—机械能转换 D. 产生主磁场 【答案】C 【解析】直流电动机中，电枢绕组通电后在主磁场中受力并产生电磁转矩，是实现电能转换为机械能的主要部分。故选C。 16. 起重设备中使用的直流电动机采用的励磁方式及特点是（ ） A. 并励方式，转速较低，产生的转矩很大 B. 串励方式，转速较低，产生的转矩很大 C. 并励方式，转速不随电动机拖动负载的变化而变化 D. 串励方式，转速不随电动机拖动负载的变化而变化 【答案】B 【解析】起重设备要求电动机在重载起动时具有较大的起动转矩。串励直流电动机的励磁电流与电枢电流相同，负载较大时磁通和电枢电流均较大，能够产生很大的转矩，且重载时转速较低。故选B。 17. 直流电机中，哪个部分负责换向（ ） A. 定子 B. 转子 C. 电刷 D. 换向器 【答案】D 【解析】换向器由彼此绝缘的换向片组成，随转子旋转时能使电枢线圈电流适时换向，是直流电机实现换向的主要部件。故选D。 18. 他励直流电动机拖动恒转矩负载进行串电阻调速，设调速前后的电枢电流分别为和，那么（ ） A. ＜ B. 以上都不对 C. ＞ D. 【答案】D 【解析】他励直流电动机的励磁磁通φ近似不变。电磁转矩为T=CTφIa。拖动恒转矩负载时，调速前后所需电磁转矩不变，且φ不变，因此电枢电流Ia不变，即I1=I2。串入电阻后，电枢回路压降增大，电动机转速降低，但恒转矩负载所需的电枢电流不变。故选D。 19. 他励直流电动机拖动恒转矩负载，采用降低电压调速时，其电枢电流（ ） A. 增大 B. 不变 C. 减小 D. 以上都不对 【答案】B 【解析】他励直流电动机拖动恒转矩负载时，励磁磁通近似不变。由T=CTφIa可知，要保持负载转矩不变，电枢电流Ia应保持不变。降低电枢电压时，电动机转速降低，但电枢电流不变。故选B。 20. 为使直流电动机运行时电磁转矩方向保持不变，负责定期改变电枢绕组电流方向的部件是（ ）。 A. 励磁绕组 B. 换向器 C. 电刷装置 D. 电枢铁心 【答案】B 【解析】直流电动机转子转过一定角度后，换向器会配合电刷改变相应电枢线圈中的电流方向，从而使电磁转矩方向保持不变。励磁绕组用于建立磁场，电刷用于传递电流，电枢铁心用于构成磁路。 二、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 21. 直流电动机启动时电流大、正常工作时电流不大的原因是什么？ 【答案】直流电动机启动时感应电动势为0，正常工作时感应电动势方向和外加电源方向相反。 【解析】直流电动机的电枢电流为Ia=(U-Ea)/Ra，其中U为电源电压，Ea为反电动势，Ra为电枢回路电阻。启动瞬间转速n=0，反电动势Ea=CeΦn=0，此时Ia=U/Ra。由于电枢回路电阻Ra很小，所以启动电流很大。正常运行后，电枢旋转产生反电动势Ea，其方向与外加电源电压相反，使电枢回路中的有效电压变为U-Ea，因此电枢电流显著减小。 22. 直流电动机换向磁极的励磁绕组怎样连接？换向磁极的作用是什么？ 【答案】换向磁极的励磁绕组应串联在电枢回路中。其作用是产生换向磁场，抵消电枢反应在换向区产生的影响和换向电抗电动势，从而改善换向，减少电刷与换向器之间的火花。 【解析】换向磁极安装在相邻主磁极之间，其励磁绕组应与电枢绕组串联。这样，换向磁极磁通会随电枢电流的变化而相应变化，能够在换向区产生适当的换向磁场，抵消电枢反应造成的磁场影响及换向电抗电动势，促使被换向元件中的电流顺利换向，减小电刷与换向器之间的火花。 23. 简述直流电动机的基本结构，并说明其工作原理。 【答案】（1）直流电动机主要由定子、转子和换向装置组成。定子包括主磁极、机座和电刷装置；转子包括电枢铁芯、电枢绕组、换向器和转轴等。（2）主磁极产生磁场，电枢绕组通入直流电流后，在磁场中受到电磁力作用，形成电磁转矩并带动电枢旋转。（3）换向器和电刷配合，使电枢导体中的电流在适当位置改变方向，从而保证电磁转矩方向保持不变，电动机能够连续旋转。 【解析】（1）基本结构包括产生磁场的定子、旋转的电枢及实现电流换向的装置。（2）直流电动机依据载流导体在磁场中受力的原理工作。（3）换向作用保证转矩方向恒定，是电枢持续同向转动的必要条件。 三、计算题（本大题共3小题，每题6分，共18分） 24. 一台并励直流电动机的电枢电压为220 V，电枢电流为10 A，电枢电阻为1 Ω，忽略电刷接触压降。求：（1）电动机运行时的反电动势。（2）电枢输入功率和电枢铜耗。（3）电磁功率。 【答案】（1）反电动势 。（2）电枢输入功率 ，电枢铜耗 。（3）电磁功率 。 【解析】（1）。（2），。（3）。 25. 一台他励直流电动机的电枢电压为220 V，电枢电流为30 A，电枢电阻为0.3 Ω，转速为1200 r/min。已知机械损耗和铁耗共为330 W，忽略电刷接触压降。求：（1）电动机的反电动势。（2）电磁功率。（3）电动机的轴输出功率和输出转矩。 【答案】（1）反电动势 。（2）电磁功率 。（3）轴输出功率 ，输出转矩 。 【解析】（1）。（2）。（3），。 26. 一台他励直流电动机在励磁电流不变时，电枢电阻为0.4 Ω。电枢电压为220 V、电枢电流为15 A时，电动机转速为1000 r/min。现负载增大，电枢电流增至25 A，要求转速仍保持1000 r/min，忽略电刷接触压降。求：（1）原工作状态下的反电动势。（2）负载增大后，为保持原转速所需的反电动势。（3）应将电枢电压调节为多少，并说明调节原因。 【答案】（1）原反电动势 。（2）所需反电动势 。（3）电枢电压应调节为 。负载增大后电枢电流增大，需提高电枢电压补偿电枢电阻压降。 【解析】（1）。（2）励磁不变且转速不变，反电动势保持不变，故 。（3）。 四、综合应用题（本大题共3小题，每题10分，共30分） 27. 某维修车间的一台220 V直流并励电动机驱动通风设备。运行时电源电流为18 A，励磁绕组电阻为110 Ω，电枢回路总电阻为0.40 Ω。忽略电刷压降。（1）计算该电动机的励磁电流、电枢电流、反电动势和电磁功率。（2）若负载转矩不变，励磁电流因故障减小，使主磁通减小10%，且电枢电流近似不变，判断电动机转速如何变化。（3）说明直流并励电动机运行时励磁回路不应突然断开的原因，并提出一项预防措施。 【答案】（1）励磁电流为 。电枢电流为 。反电动势为 。电磁功率为 ，约为3.42 kW。（2）转速升高。磁通减小10%后，转速约变为原来的 ，即升高约11.1%。（3）励磁回路断开后，主磁通会急剧减小，电动机转速会显著升高，可能造成机械损坏。应定期检查励磁回路接线和熔断器，并设置失磁保护装置。 【解析】并励电动机中，If=U/Rf=2 A，Ia=I-If=16 A；E=U-IaRa=213.6 V，Pem=EIa=3.42 kW。Ia近似不变时E近似不变，n∝1/Φ，磁通减10%则转速升约11.1%。失磁会导致飞车，应设失磁保护并检查励磁回路。 28. 并励直流电动机固有机械特性曲线和调速后的机械特性曲线如图所示，请指出四条曲线分别代表明种情况 【答案】（1）弱磁调速；（2）电动机固有特性；（3）电枢串电阻调速；（4）降压调速。 29. 某车间的输送装置采用并励直流电动机驱动。电枢电压为220 V，电枢电流为12 A，电枢电阻为0.50 Ω，稳定运行转速为1000 r/min。忽略电刷压降、机械损耗和铁耗。 （1）计算电动机运行时的反电动势和电磁功率。 （2）计算该工况下的电磁转矩。 （3）输送装置运行中，若误将励磁回路调节电阻增大，说明电动机转速和电枢电流可能发生的变化，并指出应采取的处理措施。 【答案】（1）反电动势为 E＝U－IaRa＝220－12×0.50＝214 V。 电磁功率为 Pem＝EIa＝214×12＝2568 W。 （2）角速度为 ω＝2πn／60＝2π×1000／60＝104.72 rad/s。 电磁转矩为 Tem＝Pem／ω＝2568／104.72≈24.52 N·m。 （3）励磁回路电阻增大后，励磁电流减小，主磁通减弱，电动机转速会升高。负载转矩不变时，为维持电磁转矩，电枢电流可能增大，存在超速和换向不良的风险。应立即将励磁调节电阻恢复至正常位置，并检查励磁回路接线及调节装置。 【解析】（1）并励直流电动机的反电动势由电枢电压扣除电枢回路电阻压降得到，再由反电动势与电枢电流计算电磁功率。 （2）电磁转矩由电磁功率除以角速度求得，转速应先换算为角速度。 （3）并励电动机的转速与主磁通成反比，弱磁会使转速上升；在负载转矩基本不变时，电枢电流会相应增大，因此不得在运行中随意削弱励磁。 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 $