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电工基础四版习题册答案第四章磁场与电磁感应
2012-12-1121:
21:
01|分类：
电工基础4版习题|举报|字号订阅
第四章磁场与电磁感应（中等职业技术，劳动社会保障出版）
§4-1磁场
一、填空题
1.某些物体能够―吸引铁、镍、钻等物质这种_的性质称为磁性.具
有—磁性的物体称为磁体称为一天然磁体_和人造磁体_
两大类•
2.磁体两端磁性最强的部分称磁极.当两个磁极靠近时，它们
之间也会产生相互作用力，即同名磁极相互___排斥异名磁极相互
吸引.
3.磁感线的方向定义为；在磁体外部由N极指向S极，在磁
体内由_S极___指向_N极___.磁感线是—闭合曲线.
4.在磁场的某一区域里，如果磁感线是一些方向相同分布均匀的平行直
线,这一区域称为—均匀磁场.
5.磁感线上任意一点的磁场方向，就是放在该点的磁针所
指的方向.
6.通电电流能产生磁场这种的现象称为电流的磁效应.
7.电流所产生的磁场的方向可用—安培定则来判断.
8.如图4-1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_由a^b.
OB
妞b
图
2.判断题
1•每个磁体都有两个磁极，一个叫N极，另一个叫S极,若把磁体分成两端，则一段为N极，另一段叫S极.（兴
2•磁场的方向总是由N极指向S极.（X）
3.地球是一个大磁体.（V）
4.磁场总是由电流产生的.（X）
5.由于磁感线能想象地描述磁场的强弱和方向，所以它存在于磁极
周围的空间里.（X
3.选择题
1.在条形磁铁中，磁性最强的部位在（B）
A.中间B.两极c.整体
2•磁感线上任意点的（B）方向,就是该点的磁场方向.
A.指向N极的B.切线C.直线
3•关于电流的磁场，正确说法是（C）
A.直线电流的磁场只分布在垂直与导线的某一平面上
B.直线电流的刺伤是一些同心圆，距离导线越远，磁感线越密.
C.直线电流，环形电流的磁场方向都可用安培定则判断.
4.综合分析题
1.
有两位同学，各自在铁棒上绕一些导线制成电磁铁，照后按照从右段流入，从左段流出的顺序通入电流.甲同学制成的电磁铁，左端是N极,右端是S极而乙同学制成的电磁铁，恰好左端是S极,右端是N极.那么,它们各自是怎样绕导线的？
请用简图表示出来.
甲同学绕法
乙同学绕法
2.判断图4-2中各小磁针的偏转方向
§4—2磁场的主要物理量
1.填空题
1.描述磁场在空间某一范围内分布情况的物理量称为磁通，用符
号表示，单位为Wb;描述磁场中各点磁场强弱和方向的
物理量称为磁感应强度，用符号_B_表示，单位为特斯拉（T）。
在均匀磁场中，两者的关系可用公式
—①=BS表示。
2.用来表示媒介质导磁性的物理量叫磁导率，用符号u表示，单位是
H/m为了方便比较媒介质对磁场的影响，有引入了__相对磁导率相对磁导率的概念，他们之间的关系表达式为5二u/uo。
3.根据相对磁导率的大小，可把物质分为顺磁物质、反磁物
质和
铁磁物质三大类。
4.磁场强度用H表示,单位是A/m它是矢量,在均匀媒介中，它
的方向
磁感应强度方向一致.
5.磁场强度的数值只与电流的大小及导体的形状有关，而与磁场
媒介的
磁导率无关•
二、判断题
1.磁感应强度和磁场强度一样，都是矢量.（V）
2.穿过某一截面积的磁感线数叫磁通，也叫磁通密度.（X）
3.如果通过某一栽面上的磁通为零，则该载面上的磁感应强度也为
零.（X）
4.通电线卷插入铁心后，它所产生的磁通大大增加.（V）
三、选择题
1.空气、铜、铁分别属于（A）.
A.顺磁物质、反磁物质、铁磁物质
B.顺磁物质、顺磁物质、铁磁物质
C.顺磁物质、铁磁物质、铁磁物质
2.下列与磁导率无关的量是（B）.
A.磁感应强度
B.磁场强度
C.磁通
四、问答题
1.试总结磁感线的特点.
答：
①磁通越密磁场越强，磁力线越疏磁场越弱。
②磁力线任一点的切线方向为磁场方向（小磁针N极指向）。
③磁力线没有起点没有终点，不能中断不能相交，在磁体外部磁力线由N极指向S极，在磁体内部磁力线由S指向N极。
2.磁感应强度和磁通有哪些异同？
答：
磁感应强度是衡量磁场的大小的量。
而磁通是指一定面积中通
过磁感线条数，它是由磁感应强度与磁感应线垂直通过面积的乘积。
①相同点：
都与磁场强弱有关，在其他条件相同下，（B）磁场强
度强（①）则大，磁场强度弱则（①）磁通则小。
②不同点：
磁通是通过某以面积的磁力线的数量用“①表示单位
Wb，磁场强度与磁场方向垂直的单位面积上所通过的磁力线数目，又叫磁力线的密度也叫磁通密度“B”示单位（特斯拉）。
3.磁感应强度和磁场强度有哪些异同？
相同点：
磁场强度H和磁感应强度B场为表征磁场性质（即磁场强弱和方向）两个物理量。
H大B也大。
不同点：
B表示的是不考虑介质特性，只考虑磁场产生原磁场性质
（即电流的大小和方向，线圈的形状和匝数）用H表示A/m。
H表示的既考虑介质物理性质又考虑磁场产生原磁场性质（即电流大小和方向，线圈形状和匝数）用B表示单位T（特斯拉）。
§4—3磁场对电流的作用
一、填空题
1.通常把通电导体在磁场中受到的力称为电磁力也称安培力_，通电直导体在磁场内的受力方向可用—左手—定则来判断。
2•把一段通电导线放入磁场中，当电流方向与磁场方向垂直时，导线所受到的电磁力最大；当电流方向与磁场方向平行时，导线所受的电磁率最小。
3.两条相距较远且相互平行的指导线，当通以相同方向的电流时，它们相互吸引；当通以相反方向的电流时，它们相互排斥。
4.在均匀磁场中放入一个线圈，当给线圈通入电流时，它就会旋转起来，当线圈平面与磁感线平行时，线圈所产生转矩最大，当线圈平面于磁感线垂直时，转矩为零。
二、选择题
1.在均匀磁场中，原来载流导体所受磁场力为F,若电流强度增加到原
来的2倍，而导线的长度减小一半，则载流导线所受的磁场力为（B）。
A.2FB.FC.F/2D.4F
2图4—3所示磁场中，通电导体受力的方向为（B）。
A.向上B.向下C.向右
S>N
ifrcr
10
二\
J
3.将通电矩形线圈用线吊住并放入磁场，线圈平面垂直于磁场，线圈将（C）.
A.转动
B.向左或向右移动
C.不动三、综合分析题
D.
1.标出图4—4中电流或力的方向。
2.
欲使通电导线所受电磁力的方向如图4—5所示，应如何链接电
b）
a）
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图4—5
四、计算题
1•把一根通有4A电流、长为30cm的导线放在均匀磁场中，当导线和磁感应线垂直时,测得所受磁场力是0.06N.求:
（1）磁场的磁感应强度；
（2）如果导线和磁场方向夹角为30°导线所受到的磁场力的大小•
解：
（1）L=0.3m
因F=BIL所以B=F/IL=0.06/4>0.3=0.05（T）
（2）出自于：
当夹角30咱寸
F=BUsin30"=0.05x0
2.如图4—6所示，有一根金属导线,长0.4m,质量是0,02kg,用两根柔软的细线悬挂在均匀磁场中，当导线中通以2A电流时，磁场的磁感应强度为多大？
磁场方向如何才能抵消悬线的张力？
解：
导线所受重力方向向下，大小为F重力=mg=0.02>9.8=0.196（N）电磁力的方向必须向上，故磁感应强度方向必须如图所示，电磁力的大小为F电磁力=F
重力=0.196（N）所求磁感应强度的大小得B=F/IL=0.196/2>0.4=0.245（T）
奠力方向
图4-6
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§4—4铁磁物质
一、填空题
1使原来没有磁性的物质具有磁性的过程称为磁化.只有铁磁物
质才能被磁化.
2.铁磁物质的B_随_H变化的规律称为磁化曲线•当线圈通入交
变电流时，所得到的闭合曲线称为磁滞回路。
3.铁磁材料根据工程上的用途不同，可分为硬磁材料、软磁材料和矩磁材料。
二、判断题
1•铁磁物质在反复磁化的过程中,H的变化总是带后于B的变化.（X）
2.铁磁物质的磁导率为一常数.（X）
3.软磁性材料常备做成电击、变压器、电磁性的铁心.（V）
三、问答题
1.铁磁材料可分为哪几类？
它们的磁化曲线各有什么特点？
各有什么用途？
答：
分三类，硬磁材料：
不易磁化矫顽力较大适用作永久磁铁。
软磁材料：
容易磁化易磁化矫顽力较小，用于交流设备、电动机、变压器
铁心等。
矩磁材料：
很容易磁化很难退磁，用于磁带磁盘。
2.平面磨床的电磁工作台，在工件加工完毕后，应采取什么措施才能将工件轻便地取下？
为什么？
答：
应给电磁吸盘断电，因电磁铁的原因构成电磁吸盘吸入工件进行加工所以只有掉吸盘电源工件便轻轻取下。
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§4—5电磁感应
一、填空题
1•楞次定律的内容是：
感应电流_产生的磁通总是阻碍磁通的变化.当线圈中的磁通增加时，感应磁场的方向与原磁通的方向相反，当线圈中的磁通减少时，感应磁场的方向与原磁通的方向_相同。
2.在磁感应中，用楞次定律判别感应电动试的方向，用法拉第电磁感应
计算感应电动势的大小，其表达式为e=N△①/△t。
二、判断题
1.当磁通发生变化时，导线或线圈中的就会有感应电流产生。
（x）
2.通过线圈中的磁通越大，产生的感应电动势就越大。
（x）
3.感应电流产生的磁通总是与原磁通的方向相反。
（x）
4.左手定律即可以判断通电导体的受力方向，又可以判断直导体感应电流方向。
（x）
三、选择题
1.法拉第电磁感应定律可以表述为：
闭合电路中感应电动试的大小A。
A.与穿过这一闭合电路的磁通变化率成正比
B.与穿过这一闭合电路的磁通成正比
C.与穿过这一闭合电路的磁感应强度成正比
D.与穿过这一闭合电路的磁通变化量成正比
2.如图4—7所示,在均匀磁场中,两根平行的金属导轴上放置两条平行的金属导线ab、cd,假定它们沿导轴运动的速度分别为u1和u2,且u2>u1，现要使回路中产生最大的感应电流，且方向由a—b,那么ab、cd的运动情况应为A。
A.背向运动B.相向运动C都向右运动D.
都向左运动
a
C
XXXX
XXXX
XXXXXX
XXXX
XXXX
1b
b
图4-7
3.如图4—8所示,当导体ab在外力作用下，沿金属导轨在均匀磁场中以速度u向右移动时，放置在导轨右侧的导体cd将B。
A.不动B.向右移动C.向左移动
xxxi
xxvxxl
^4-8
XXXX
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4.运动导体在切割磁感应线而产生最大感应电动势时，导体与磁感应线的夹角为
C
A.0°B.45°C.90°
5.下列属于电磁感应现象是（D）.
A.通电直导体产生的磁场
B.通电直导体在磁场中运动
C.变压器铁心被磁化
D.线圈在磁场中转动发电
四、综合分析题
1•什么是电磁感应？
电磁感应的条件是什么？
线圈中的磁通是否一定有感应电动势？
答：
磁通变化而在直导体或线圈中产生电动势的现象叫做电磁感应。
发生条件：
是导体切割磁力线，其中导体回路中磁通量变化，线圈中有切割磁力线；或磁通量发生变化时才有感应电动势。
2用线圈吊起一铜圆圈，如图4—9所示,现将条形磁铁插入铜圆圈中，铜圆圈将怎样运动？
凸全亍：
http:
//^hanxi5haoqianrblog,163,com/
图4-9
3.如图4—10所示,导体或线圈在均匀磁场中按图示方向运动，是否会产生感应电
动势？
如可以产生，其方向如何？
團4一10
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4•如图4—11所示，箭头表示磁铁插入和拔出线圈的方向，试根据楞次定律标出电流计的偏转
方向。
+
①
十
D
n
B
住答垂岀目亍:
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//5haHxi£haoqi3n,blcigP153xom/
图4-12
⑴e-=0.8x0.2x10x0=0（a）
1
⑵e^Blvsrna=0.8x02x10x-0.8（v）
⑶e=Blvsina=0.8x0.2x10=1.6（v）
方向垂直纸面问里神
圏4-13
2.
10
有一1000匝的线圈，在0.7s内穿过它的磁通从0.02wb增加到0.09wb线圈的电阻是
Q当它跟一个电阻为990Q的电热气串联成回路时,求电热器的电流。
解：
线圈中感应电动势为
At
电热器申的平均电流为
尺+厂990+10
3•如图4—14所示,均匀磁场的感应强度B=2T,方向垂直纸面向里，电阻R=0.5Q，导体AB、
CD在平面框上分别向左或向右均匀滑动，v1=5m/s,v2=4m/s,AB和CD的长度都是40cm求
（1）
导体AB、CD上产生的感应电动试的大小；
（2）电阻R中的电流大小和方向。
解：
（1）AB上产生感应电动势：
£拐==2xO.4x5sin9OQ=4（K）
CD上产生的感应电动势；亠
=^/v2=2xO_4x4=3.2（Z）;
E,72
⑵八=
方向向左，妇團所示士
04-14
§4—6自感
一、填空题
1•自感现象是电磁感应的一种，它是由线圈本身的电流变化而引起的•自感电动
势用eL表示，自感电流用iL表示.
2•自感系数用符号L表示,它的计算式为L=N①/I，单位为H（亨利）。
3.电感的大小不但与线圈的匝数和截面积有关,还与线圈中的媒介有很大关
系•
4.电感线圈和电容器相似，都是储存元件，电感线圈中的电流不能突变。
二、判断题
1.线圈中的电流变化越快，则其感系数就越大•（X）
3•当结构一定时，铁心线圈的电感是一个常数•（X）
三、选择题
1.当先圈中通入（B）时,就会引起自感现象。
A.不变的电流B.变化的电流C.电流
2.线圈中产生的自感电动势总是（C）。
A.与线圈内的原电流方向相同
B.与线圈内的原电流方向相反
C.阻碍线圈内原电流的变化
D.上面三种说法都不正确
四、综合分析题
1.什么是电感？
一个无铁心的圆柱形线圈的电感与哪些因素有关？
答：
电感是衡量线圈产生电磁感应能力的物理量。
因素由线圈本身特性决定的,线圈越长匝数越多，截面积越大，电感就越大。
2.如图4—15所示，试分析开关S断开瞬间灯泡的发光情况。
答：
S断开瞬间时HL灯并不是立即熄灭而闪亮一下然后熄灭。
这是由于断开后,通过线圈L的电流突然减小，穿过线圈L磁通也很快减少，线圈中必然产生一个很强的感应电动势，以阻碍电流的减小，因此线圈L和灯HL组成回路中有较大感应电流通过，灯泡会突然闪亮一下。
3.如图4—16所示,，试分析开关S合上的瞬间两个灯泡的发光情况，并解释其原因。
HL1
答：
当S合上后HL2立即正常发光，而HL1却是慢慢变亮，根据楞次定律可得。
原因：
是HL1与灯泡串联通过线圈L的电流由零开始增大穿过线圈L的磁通也随之增大产生感应电动势要阻碍线圈中电流增大，因此HL1必然比HL2亮的慢些。
4.分别用万用表欧姆挡来测量阻值较大的电阻器、电容器、电感线圈（其直流电阻很小）三种元件时，指针的偏转情况各有什么不同？
答：
测量电阻：
阻值较大的电阻器表指针偏转正常。
测量电容器：
阻值较大的电容器说明电容量很小表针偏转很小，但如果电容量较大表针会偏转较大，然后慢慢回摆到无穷大，原位置。
测量电感器：
若果电感量不是很大，表针偏转和测量电阻是一样的。
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五、计算题
1•电感L=500mH的线圈，其电阻忽略不计，设在某一瞬间线圈的电流每秒增加5A,此时线圈两端的电压是多少？
解：
L=500mH=0.5H
由：
Az5
e-Z—-0.5x--2.5（7）
Af1
I
2
一、填空题
§4—7互感
圏4-丄7
http:
//shanxishaQ
i•由于一个线圈中的电流产生变化而在另一个线圈中产生电磁感应的现象叫互感现象。
2•当两个线圈相互平行时，互感系数最大，当两个线圈相互垂直时，互感系数最小。
3.由于线圈的绕向一致而产生感应电动势的极性始终保持一致的端子叫同名端。
二、综合分析题
1.标出图4—18中各线圈的同名端.
答：
a）1、4、6为同名端；2、3、5为同名端
b）1、3为同名端；2、4为同名端
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2.如图4—19所示，当开关S断开瞬间，电压表指针如何偏转？
N
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http:
//&
$]4-19
3.在如图4—20所示电路中，把变阻器R的滑动片向左移动使电流减弱，时确定这时线圈A和B中感应电流的方向.
答：
感应电流方向如图所示。
R向左“I诫4一①刃5少•则①恿和①号方向一戢
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图4—20
4.补画出图4—21中判别L1、L2的同名端的实验电路（器材自选）并说明判别方法。
答：
补画电路如图所示，合上开关瞬间，自感电动势从2端指向1端，如果电压表正偏，则互感电动势从3端指向4端，故2端与3端是同名端，1端与4端是同名端；如果反偏，则互感电动势从4端指向3端，故1端与3端同名端，2与4端是同名端。
—_-
亠^4-21
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httpy/shanxishaoqi^
§4—8磁路欧姆定律
一、填空题
1.磁通所通过的路径称为磁通.磁路可分为无分支磁路和有分支磁路。
2.我们把全部在磁路内部闭合的磁通称为主磁通，部分经过磁路周围物质而自成回路的磁通称为_漏磁通—。
3.磁通势用Fm表示，单位是A（安•匝）;磁阻用Rm表示;
单位是H-1（每亨利）或1/H。
4磁路中的磁通、磁通势和磁阻之间的关系，可用磁路欧姆定律来表示，
即①=Fm/Rm。
5.在电路与磁路的对比中，电流对应于磁路磁通，电动势对应于磁动势
Fm，电阻对应于磁阻Rm。
6•实际应用的电磁铁一般由励磁线圈、铁心和衔铁三个主要
部分组成•
二、判断题
1.铁磁性物质的磁阻小，所以可以尽可能的将磁通集中在磁路中。
（V）
2.磁路欧姆定律可以用来分析和计算磁路。
（X）
3.磁通势的单位是伏特。
（X）
4.气隙对直流电磁铁和交流电磁铁的影想是相同的。
（X）
三、问答题
1.磁路欧姆定律为什么一般只用做磁路的定性分析，而不宜在磁路中用来计算？
答：
由于铁磁物质的磁导率u的非线性，磁阻Rm不是常数，因此磁路欧姆定律一般不能直接用来进行磁路计算
只用于定性分析。
2.气隙对交流电磁铁和直流电磁铁的影响有何不同？
答：
气隙对交流电磁铁，励磁电流随空气隙增大而增大；气隙对直流电磁铁，励磁电流恒定不变，与空气气隙无关。
四、计算题
1.有一环状铁心线圈，流过的电流为5A，要使磁通势达到2000A，试求线圈的匝数，
解：
Fm=2000A，I=5A由Fm=NI
得N=Fm/l=2000/5=400（匝）
*2.有一圆环型螺旋线圈，外径为60cm,内径为40cm线圈匝数为1200匝，通有5A的电流，求线圈内分别为空气隙和软铁时的磁通。
解:
L=nd=（0.4+0.6-0.4/2）=0.5n（m）
①线圈内为空气时
女空气亠岭=4疋k10~H'in,
兔二皿二1200乂5二6000（卫〉
幅中桩廿令=L60zl0s"尬10伽）
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②线圈为软铁时，因为软铁的磁导率约是空气的700倍，故线圈内为软铁时得到如下
0娃圈软谍阴P◎圏空气时X700
=3.75>?
10^x700
76x2（肌?
）
本答案岀自于：
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