电工基础习(三,四)

电工基础习题
习题三
一、判断题
1．电容器就是电容量。

（ × ）
2．电容的大小与电容器的电压有关。

（ × ）
3．电容器充、放电过程中，两端的电压不能突变。

（ √ ）
4．电容器放电的过程实质就是释放电荷的过程。

（ × ）
注：是两极板正、负电荷中和的过程。

5．电容器既可储存电能，也会消耗电能。

（ × ）
6．电容器储存的电场能与其两端所加的电压成正比。

（ × ）
7．同等容量的电容器，哪个电容器的电压高，则哪个所带的电荷量越多。

（ √ ）
8．在电容串联电路中，总电容一定大于其中最大的那个电容。

（ × ）
9．在电容串联电路中，总电容一定小于其中最小的那个电容。

（ √ ）
10．在电容串联电路中，电容的电压与电容的大小成正比。

（ × ）
11．若干个电容器串联时，电容越小的电容器所带的电荷量也越少。

（ × ）
12．在电容并联电路中，总电容一定大于其中最大的那个电容。

（ √ ）
13．在电容并联电路中，总电量等于其中任何一个电容的电量。

（ × ）
14．若干个电容器并联时，电容越小的电容器所带的电荷量也越少。

（ √ ）
二、选择题
1．电容器串联使用时，总电容量将（ B ）。

A 、增大
B 、减小
C 、不变
D 、无法确定
2．1C 和2C 串联，下列说法不正确的是（ B ）。

A 、1C 和2C 所带的电荷量相等
B 、1
C 和2C 所分配的电压与其电荷量成正比
C 、1C 和2C 任一个的电容都大于等效电容
3．如题图3—1所示，当321C C C >>时，下列错误的是（ A ）。

A 、321U U U >>
B 、321U U U <<
C 、321Q Q Q ==
D 、321U U U U ++=
题图3—1
4．1C （10μF/15V ）和2C （20μF/25V ）串联，其最大安全工作电压为（ C ）。

A 、15V
B 、25V
C 、22.5V
D 、40V
5．电容器并联使用时，总电容量将（ A ）。

A 、增大
B 、减小
C 、不变
D 、无法确定
6．1C 和2C 并联，下列说法不正确的是（ B ）。

A 、1C 和2C 所承受的电压相等
B 、1
C 和2C 所带的电荷量与其电容成反比
C 、1C 和2C 任一个的电容都小于等效电容
7．1C （10μF/15V ）和2C （20μF/25V ）并联，其最大安全工作电压为（ A ）。

A 、15V
B 、25V
C 、22.5V
D 、75V
8．两只相同的电容器并联之后的等效电容，与它们串联之后的等效电容之比为（ B ）。

A 、1：4
B 、4：1
C 、1：2
D 、2：1
三、计算题
1．标有“200μF/500V ”和“300μF/250V ”的两只电容器，试问哪一个所能带的电荷量更多？
答案：由Q CU =可知
1Q 11U C ==200610-⨯⨯500=0.1C
2Q 22U C ==300610-⨯⨯250=0.075C
所以，1Q >2Q
2．四个电容器的电容量分别为1C ＝4C =2μF ，2C ＝3C =4μF ，连接如题图3—2所示。

试分别求开关S 打开和闭合时a 、b 两点间的等效电容。

题图3—2
答案：
S 打开，1C 与3C 串联，2C 与4C 串联，然后两条支路再并联。

因此，1C 与3C 串联等效电容为13C =3131C C C C +==+⨯4
2424/3μF ，而2C 与4C 串联等效电容等于13C ，所以两条支路并联，总的等效电容为212C ，即8/3μF 。

S 闭合，1C 与2C 并联，3C 与4C 并联，然后两条支路再串联。

因此，1C 与2C 并联等效电容12C =6μF ，3C 与4C 并联等效电容34C =6μF ，两条支路串联，总的等效电容为13C /2=3μF 。

3．某设备中需要一个600μF/100V 的电容器，而现有若干个200μF/50V 的电容器，根据应采用何种连接方法才能满足需要？
答案：
（1）从电压上看，需要现有“200μF/50V ”两只串联，串联后等效电容为100μF 。

（2）从容量上看，需要6组并联，所以共需要12个“200μF/50V” 电容器。

4．有两中电容器，1C 为10μF/450 V ，2C 为50μF/300 V 。

（1）试问各电容器所能储存的最大电场能为多少？（2）现将它们串联后接到600V 直流电路中使用是否安全？
答案：
（1）由22
1C C CU W =，可知 电容器1C 能储存的最大电场能为211121C C U C W ==2645010102
1⨯⨯⨯-≈1J 电容器2C 能储存的最大电场能为2222
21C C U C W ==26300105021⨯⨯⨯-≈2.25J （2）串联后的总电容为
2121C C C C C +==50
105010+⨯=25/3μF 串联后接到600V 电路中，电容器1C 、2C 上的电压分别为
2121C C C U U +==50
1050600+⨯=500V 2112C C C U
U +==501010600+⨯=100V 可以看出，1C 分配的电压远超过其额定电压，所以不能串联后接到600V 直流电路中。

习题四
一、判断题
1．磁体有两个磁极，一个是N 极，一个是S 极；若把磁体断成两段，则一段是N 极，一段是S 极。

（ × ）
2．地球是一个大磁体，地磁的S极在地球的北极附近。

（√ ）
3．磁力线是有方向的闭合曲线，它始于N极，终于S极。

（×）
4．通电螺线管类似于条形磁铁，两端相当于磁铁的N极和S极，管外磁力线由N极指向S极。

（√ ）
5．如果通过某截面的磁通为零，则该截面的磁感应强度也为零。

（×）
6．磁感应强度的大小与媒介的磁导率有关， 越大，磁场越弱。

（√ ）
6．磁感应强度简称磁场越强。

（×）
7．磁导率是一个用来表示媒介质导磁性能的物理量，不同的物质具有不同的磁导率。

（√ ）
8．两条相距较近且相互平行的通电直导体，电流同向相互吸引，电流异向相互排斥。

（√ ）
9．两条相距较近且相互平行的通电直导体，通过反向的电流时，电流在它们两者之间形成的磁场旋转方向相反。

（×）
10．通电矩形线圈平面与磁力线垂直时，所受的电磁转矩最大。

（×）
11．通电矩形线圈平面与磁力线垂直时，线圈的任何一边都不受力。

（×）
12．要改变矩形线圈的转向，必须同时改变磁场方向和线圈的电流方向。

（×）
13．在磁场中运动的导体产生感应电动势时，不一定就有感应电流。

（√ ）
14．楞次定律中“阻碍”的含意是指感应电流的磁场与线圈中原磁场方向相反。

（×）15．穿过线圈的磁通量越大，其感应电动势就越大。

（×）
16．穿过线圈的磁通量变化率越大，其感应电动势就越大。

（√ ）
17．感应电流方向与感应电动势方向是关联方向。

（√ ）
18．感应电流总是与原电流方向相反。

（×）
19．10A的直流电通过10mH的电感线圈时，储存的磁场能为0.5J。

（√ ）
20．为减少涡流损耗，变压器的铁芯不用整块金属，而用许多薄的硅钢片叠合而成。

（√ ）21．两个线圈的绕法相同，当相对位置发生变化时，同名端可能会发生改变。

（√ ）22．互感反映一个线圈在另一个线圈中产生互感电动势能力的大小。

（√ ）
23．变压器是利用互感原理而设计的装置。

（√ ）
24．变压器一次绕组的电流由电源决定，二次绕组的电流由负载决定。

（×）
二、选择题
1．下列关于磁场的描述正确的是（ D ）。

A、小磁针在磁场中静止时，磁针S所指的方向就是该点的磁场方向
B、小磁针在某一空间不转动，说明小磁针所在的空间没有磁场
C、磁场中各点磁场的方向都是一致的
D、磁体间的相互作用是通过磁场进行传递的
2．缓慢转动指南针的罗盘时，罗盘内的小磁针（ B ）
A、将随罗盘一起转动
B、不随罗盘一起转动，几乎仍在原来位置不动
C、将转动得比罗盘快些
D、将转动得比罗盘慢些
3．关于磁力线的描述，下列说法中正确的是（A）。

A、磁力线在磁场中客观存在，只不过眼睛看不见罢了
B、磁力线是一系列曲线，不可能是直线
C、有磁力线的地方不一定有磁场
4. 如题图4—1所示，甲、乙是两个磁极，根据小磁针静止时的状态可以断定（B）
A、甲、乙都是N极
B、甲、乙都是S极
C、甲是N极，乙是S极
D、甲是S极，乙是N极
题图4—1
5．如题图4—2所示，小磁针黑色一端是N极，其中正确的是（B）
题图4—2
6．磁力线上任一点的（A ）方向，就是该点的磁场方向。

A、切线
B、直线
C、曲线
7．磁力线疏密反映磁场的强弱，磁力线越疏的地方表示磁场（C ）。

A、越强
B、越均匀
C、越弱
8．如题图4—3所示，在同一平面内有两条垂直的绝缘导线，它们通过的电流强度相同，磁感应强度可能为零的区域是（D）。

A、1、2
B、2、3
C、3、4
D、1、3
题图4—3
9．如题图4—4所示，小磁针的N极将（A）。

A、逆时针偏转90º
B、顺时针偏转90º
C、逆时针偏转180º
D、顺时针偏转180º
题图4—4
10．通电线圈插入铁心后，它的磁场将（B）。

A. 减弱
B. 增强
C. 不变
11．在均匀磁场中，通过某一平面的磁通最大时，这个平面和磁力线（C）。

A、平行
B、斜交
C、垂直
12．在均匀磁场中，当电荷的运动方向与磁场方向（B）时，所受电磁力最大。

A、平行
B、垂直
C、成某一角度
13．通电直导体位于磁场中，当导体（A）时不受电磁力。

A、与磁场平行
B、与磁场垂直
C、与磁场成45°
14．长度为l的直导体通过电流为I，放在磁感应强度为B的均匀磁场中，受到的电磁力为F，则（D）。

A 、F 一定与l 、
B 都垂直，l 和B 也一定垂直。

B 、l 一定与F 、B 都垂直，F 和B 的夹角为0°和π以外的任意角。

C 、B 一定与F 、l 都垂直，F 和l 的夹角为0°和π以外的任意角。

D 、F 一定与l 、B 都垂直，l 和B 的夹角为0°和π以外的任意角。

15．如题图4—5所示，两个线圈套在同一玻璃棒上，各自都能自由滑动，开关S 闭合时，这两个线圈将会（ A ）。

A 、向左右分开
B 、向中间靠拢
C 、都静止不动
D 、先向左右分开，后向中间靠拢
题图4—5
16．如题图4—6所示，磁场中通电直导体的受力情况为（ A ）。

A 、垂直向上
B 、垂直向下
C 、水平向左
D 、水平向右
题图4—6
17．如题图4—7所示，甲是铜片，乙是小磁铁，当开关S 闭合后（ D ）。

A 、甲将受到向左的排斥力
B 、甲将受到向右的吸引力
C 、乙将受到向右的排斥力
D 、乙将受到向左的吸引力
题图4—7
18．长度为l 的直导体通过电流为I ，放在磁感应强度为B 的均匀磁场中，受到的电磁力为F =αsin BIl ，则（ B ）。

A 、F 与l 、
B 都垂直，l 和B 也垂直。

B 、F 与l 、B 都垂直，但l 在B 垂直的平面上投影为αsin l 。

C 、F 与l 成α夹角、但与B 垂直。

D 、F 与B 成α夹角、但与l 垂直。

19．下列说法中，正确的是（ D ）。

A 、 一段通电导线在磁场中某处受到的电磁力大，表明该处的磁感应强度大
B 、 通电导线在磁场中受力为零，磁感应强度一定为零。

C 、 在磁感应强度为B 的均匀磁场中放入面积为S 的线框，通过线框的磁通为BS =φ。

D 、磁力线密处磁感应强度大。

20．线圈中感应电动势的大小正比于（ C ）。

A 、磁感应强度的大小
B 、磁通的变化量
C 、磁通的变化率
21．如题图4—8所示，当条形磁铁从线圈中抽出时，线圈中感应电流的磁场方向与原磁场方向（ B ）。

A 、相反
B 、相同
C 、无法确定
题图4—8
22．如题图4—9所示，当条形磁铁快速插入线圈时，电阻R 两端的电压（ A ）。

A 、0>ab U
B 、0<ab U
C 、0=ab U
题图4—9
23．如题图4—10所示，当条形磁铁快速从线圈左侧插入、右侧拨出时，电阻R 的电流方向（ C ）。

A 、一直为由a →b
B 、一直为由b →a
C 、插入时为由a →b ，拨出时为由b →a
D 、插入时为由b →a ，拨出时为由a →b
题图4—10
24．如题图4—11所示，直导线中的电流为I ，线框abcd 在平面内向右移动，则线框感应电流的方向为（ B ）。

A 、 a→b→c→d→a
B 、a→d→c→b→a
C 、不能确定
题图4—11
25．关于线圈的自感系数，下面说法正确的是（ D ）。

A 、线圈的自感系数越大，自感电动势一定越大
B 、线圈中电流等于零时，自感系数也等于零
C 、线圈中电流变化越快，自感系数越大
D 、线圈的自感系数由线圈本身的因素及有无铁芯决定
26．如题图4—12所示，L 为一个自感系数大的线圈，开关闭合后小灯能正常发光。

那么，闭合和断开开关的瞬间，能观察到的现象分别是（ A ）。

A 、小灯逐渐变亮，小灯立即熄灭
B 、小灯立即亮，小灯立即熄灭
C 、小灯逐渐变亮，小灯比原来更亮一下再慢慢熄灭
D 、小灯立即亮，小灯比原来更亮一下再慢慢熄灭
题图4—12
27．如题图4—13所示电路中，A 1、A 2是两只相同的电流表，电感线圈L 的直流电阻与电阻R 阻值相等，下面判断正确的是（ D ）。

A 、开关S 接通的瞬间，电流表A 1的读数大于A 2的读数
B 、开关S 接通的瞬间，电流表A 1的读数等于A 2的读数
C 、开关S 接通，电路稳定后再断开的瞬间，电流表A 1的读数大于A 2的读数
D 、开关S 接通，电路稳定后再断开的瞬间，电流表A 1数等于A 2的读数
题图4—13
28．如题图4—14所示，当开关S 闭合时，线圈2L 的电压034<U ，则（ A ）。

A 、1和4为同名端
B 、 1和3为同名端
C 、2和3为同名端
题图4—14
29．变压器一次、二次绕组，不能改变的是（ D ）。

A 、电压
B 、电流
C 、阻抗
D 、频率
30．变压器一次、二次绕组匝比100=K ，二次绕组的负载阻抗L Z =10Ω，等效到一次绕组的阻抗是（ B ）。

A 、10Ω
B 、105Ω
C 、104Ω
D 、103Ω
三、简答与分析题
1．如题图4—15所示，试画出各图的磁力线。

题图4—15
2．磁通和磁感应强度有什么区别?它们之间又是什么关系?
3．螺线管所通电流方向如题图4—16所示，试标出螺线管和小磁针的极性。

题图4—16
答案：根据安培定则判定，螺线管磁场左边为N极，右边为S极，故此可以标出小磁针的极性。

4．如题图4—17所示，根据小磁针指向和电流磁场的极性，判断并标出线圈中电流的方向。

a）b）
题图4—17
5．磁感应强度和磁场强度有什么区别？它们之间又有什么关系？
6．在题图4—18中，标出电流产生的磁场方向或电源的正负极性。

a）b）c）
题图4—18
7．如题图4—19所示，画出图中各通电导体的受力方向。

a b
c d
a）b）c）
题图4—19
8．如题图4—20所示，接通电源后，通电螺线管右边的条形磁铁向右偏，请在条形磁铁下方相应位置分别标出条形磁铁的N极、S极。

题图4—20
9．有报纸曾报道过一则消息：上海的信鸽从内蒙古放飞后，历经20余天，返回上海市自己的巢。

信鸽这种惊人的远距离辨认方向的本领，实在令人称奇。

人们对信鸽有高超的认路本领的原因，提出以下猜想：
（1）信鸽对地形地貌有极强的记忆力；（2）信鸽能发射并接受某种超声波；（3）信鸽能发射并接收某种次声波；（4）信鸽体内有某种磁性物质，它能借助于地磁场辨别方向。

你认为上述猜想中正确的是 4 。

试对其中一种猜想进行探究，你探究的方法是：
10．某蔬菜大棚使用一种温度自动报警器，如题图4—21所示，在水银温度计里封入一段金属丝，当温度达到金属丝下端所指的温度时，电铃就响起来，发出报警信号。

请说明它的工作原理。

题图4—21
答案：这相当于一个电磁继电器，当温度升高到金属丝下端所指温度时，控制电路被接通，电磁铁有磁性吸引衔铁，电铃电路触点开关闭合，电铃响报警。

11．如题图4—22所示，已分别标出了电流I、磁感应强度B和电磁力F三个物理量中的两个物理量，试标出第三个物理量的方向。

a）b）c）
题图4—22
答案：根据左手定则判定，a ）图电流穿入纸面；b ）图磁场竖直向上； c ）图受力水平向左。

12．如题图4—23所示， 已分别标出了电流I 、磁感应强度B 和运动速度v 三个物理量中的两个物理量，试标出第三个物理量的方向。

a ）
b ）
c ）
题图4—23
答案：根据右手定则判定，a ）图电流穿出纸面；b ）图磁场竖直向下； c ）图运动水平向左。

四、计算题
1．为了安全，机床上照明灯电压一般设为36V ，如果电源电压为380V ，所用变压器一次线圈的匝数为1500匝，问二次线圈应该绕多少匝？
解：二次线圈的匝数
1500380
361212⨯==N U U N =142匝 2．如题图4—24所示，某交流信号源的输出电压S U =74V ，其内阻0R =144Ω，负载电阻L R =4Ω。

试求：（1）若负载与信号源直接连接，负载上获得的功率为多少？（2）若要负载获得最大功率，用变压器进行阻抗变换，则变压器的匝比应该为为多少？阻抗变换后负载上获得的最大功率为多少？
题图4—24
解：（1）由图可得负载上的功率为：
L R I P 2==L L S R R R U 20
⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=44144742
⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛+=1W （2）加入变压器进行阻抗变换，折算到原边的等效阻抗为'L R ，根据负载获得最大功率的条件，可知'L R =0R （负载等于内阻），则 'L R =0R =L R N N 2
21⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛ 故变压器的匝数比为 4
144021==L R R N N =6
此时，负载上获得的最大功率为
144144144742'2'0
'2'⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+==L L S L R R R U R I P =9.5W。