2025年2月电机学考试题（附参考答案解析）

2025年2月电机学考试题（附参考答案解析）一、单选题（共40题，每题1分，共40分）1.我国国家标准规定变压器的额定使用条件：最高气温为（）。A、20°CB、40°CC、60°CD、80°C正确答案：B答案解析：变压器的额定使用条件中规定最高气温为40°C。这是为了保证变压器在规定的环境温度范围内能够安全、稳定、高效地运行。当环境温度过高时，会影响变压器的散热等性能，对其正常工作产生不利影响，所以规定了最高气温为40°C。2.并网运行的同步发电机稳定运行时，描述电枢电流和勋磁电流关系的曲线是(）。A、空载特性曲线B、外特性曲线C、零功率因数负载特性曲线D、V形曲线正确答案：D答案解析：V形曲线是描述同步发电机并网运行时，电枢电流和励磁电流关系的曲线。在不同的有功功率下，调节励磁电流，电枢电流会随之变化，将这些点连接起来就形成V形曲线。空载特性曲线反映的是发电机空载时励磁电流和感应电动势的关系；外特性曲线是描述发电机端电压与负载电流之间的关系；零功率因数负载特性曲线是在负载功率因数为零时，电枢电流与励磁电流的关系曲线。3.三相异步电动机空载时气隙磁通的大小主要取决于（）。A、电源电压B、气隙大小C、定、转子铁心材质D、定子绕组的漏阻抗正确答案：A答案解析：空载时，气隙磁通的大小主要取决于电源电压。因为三相异步电动机的感应电动势公式为\(E=4.44fN_1\Phi_m\)，其中\(E\)为感应电动势，\(f\)为电源频率，\(N_1\)为定子绕组匝数，\(\Phi_m\)为气隙磁通。在空载时，感应电动势近似等于电源电压，所以气隙磁通的大小主要取决于电源电压。气隙大小、定转子铁心材质、定子绕组的漏阻抗对气隙磁通大小有一定影响，但不是主要决定因素。4.（）是描述铁磁材料磁感应强度B与磁场强度1的关系的。A、正弦曲线B、双曲线C、磁饱和曲线D、过原点的直线正确答案：C答案解析：铁磁材料的磁感应强度B与磁场强度H之间的关系不是简单的线性关系，当磁场强度H增加时，磁感应强度B开始会快速增加，之后随着H的进一步增大，B的增加变得缓慢，呈现出磁饱和的特性，其关系曲线是磁饱和曲线。正弦曲线、双曲线和过原点的直线都不能准确描述铁磁材料B与H的关系。5.变压器的二次绕组额定电压指一次绕组加额定电压时，二次绕组（）时的输出电压。A、带任意负载B、开路C、带额定负载D、短路正确答案：B6.硬磁材料比软磁材料磁沸回线包围面积（了。A、相同B、小C、大D、不确定正确答案：C答案解析：硬磁材料的磁滞回线较宽，包围面积大，表明其剩磁和矫顽力大，磁滞特性显著，适合制作永磁体；软磁材料的磁滞回线较窄，包围面积小，剩磁和矫顽力小，易于磁化和退磁，常用于制作变压器、电机等电磁设备的铁芯。7.异步电动机气隙过大会造成（）。A、定子侧功率因数过高B、定子侧功率因数过低C、转子侧功率因数过高D、转子侧功率因数过低正确答案：B答案解析：异步电动机气隙过大，会使磁阻增大，激磁电流增大，从而导致定子侧功率因数过低。气隙过大对转子侧功率因数影响相对较小，且气隙过大不会使定子侧功率因数过高，所以答案选B。8.变压器的铁心、低压绕组、高压绕组的发热只与（），有关，互不关联。A、内部结构B、外部结构C、本身损耗D、散热装置正确答案：C答案解析：变压器的铁心、低压绕组、高压绕组的发热主要是由于本身损耗产生的，如铁心的磁滞损耗和涡流损耗，绕组的电阻损耗等，这些损耗会转化为热量，导致其发热，且它们各自的发热情况只与本身损耗有关，相互之间没有直接关联。9.电枢磁场对磁极磁场的影响叫做电枢反应。当电枢反应处于i比店滞后90度的情况时，磁场被（A、削弱B、无法判断C、不变D、增强正确答案：A答案解析：当电枢反应处于电流滞后90度的情况时，电枢磁场对主磁极磁场起去磁作用，会使磁场削弱。10.在发生不对称运行时，汽轮机和水轮机的振动情况（）。A、都不振动B、水轮机振动大C、汽轮机和水轮机振动情况一样D、汽轮机振动大正确答案：B答案解析：不对称运行时，水轮机的振动情况比汽轮机大。这是因为水轮机对不对称运行更为敏感，不对称运行会导致水轮机的水流分布不均匀等问题，从而引起较大振动，而汽轮机相对来说受不对称运行的影响程度没有水轮机那么大。11.磁通通过的路径称为磁路，电机铁芯中通过的磁通为主磁通，因此铁芯磁路就是电机的（）。A、漏磁路B、主磁路C、辅助电路D、主电路正确答案：B答案解析：电机铁芯中通过的磁通为主磁通，铁芯磁路就是电机的主磁路，主磁通是电机实现机电能量转换的主要磁通，所以铁芯磁路对应主磁路。而漏磁路是主磁通之外的磁通通过的路径；主电路是指电机的供电电路等，与磁路概念不同；辅助电路也与磁路无关。12.调相机运行在过动磁状态时其功率因数是（）。A、可超前可滞后B、等于1C、之后的D、超前的正确答案：D答案解析：调相机运行在过励状态时，向系统输出无功功率，功率因数超前，此时调相机相当于一个无功电源，发出感性无功电流，使得系统功率因数提高，处于超前状态。13.在发生不对称运行时，汽轮机和水轮机的发热情況是（）。A、汽轮机转子发热严重B、水轮机转子发热严重C、汽轮机定子发热严重D、水轮机定子发热严重正确答案：A答案解析：在不对称运行时，汽轮机一般是转子发热严重，因为不对称运行会产生负序电流，负序电流会在转子上产生损耗导致发热。而水轮机在不对称运行时情况相对复杂一些，但通常不像汽轮机转子那样发热特别严重。所以答案选A。14.硅钢片中加入适量的硅目的是减小铁芯损耗中的（A、磁滞损耗B、杂散损耗C、涡流损耗D、机械损耗正确答案：C答案解析：硅钢片中加入适量的硅主要目的是提高其电阻率，从而减小铁芯中的涡流损耗。磁滞损耗主要与材料的磁滞回线有关；机械损耗与硅的加入关系不大；杂散损耗也不是硅加入的主要作用对象。15.在水轮发电机中，如果n=100r/min，则电机应为（）对磁极。A、50B、100C、10D、30正确答案：D16.变压器二次绕组（），一次绕组施加额定频率的额定电压时，一次绕组中流过的电流为空载电流。A、开路B、短路C、接纯电感负载D、接纯电阻负载正确答案：A答案解析：当变压器二次绕组开路时，一次绕组施加额定频率的额定电压，此时一次绕组中流过的电流为空载电流。因为二次绕组开路，没有负载电流，一次绕组的电流主要用于建立磁场等空载运行所需的能量，即为空载电流。17.三相交流旋转电机的相带是（）。A、120°相带B、240°C、60°相带D、360°正确答案：C答案解析：相带是指在电机圆周上，相邻磁极下属于同一相的两个线圈之间所跨的电角度。对于三相交流旋转电机，通常采用60°相带，即每个相带所跨的电角度为60°，所以大于60°相带符合题意，而其他选项角度均不符合三相交流旋转电机相带的定义。18.变压器带负载时的主磁通是由（）产生的。A、一次侧电流B、二次侧电流C、一次侧和二次侧电流共同D、一次侧和二次侧电流交替正确答案：C答案解析：变压器带负载时，主磁通是由一次侧和二次侧电流共同产生的。一次侧电流产生的磁动势和二次侧电流产生的磁动势共同作用，合成总的磁动势，进而产生主磁通。所以答案选[C]19.转差率为s的异步电动机，电磁功率为P，则sP将等于（，A、定子铜耗B、总机械功率C、机械功率D、转子铜耗正确答案：D答案解析：转差率为s的异步电动机，电磁功率为P，根据异步电动机功率关系，转子铜耗P_{Cu2}=sP。定子铜耗是定子绕组中电流产生的损耗，与转差率和电磁功率关系并非此式；总机械功率P_{mec}=(1-s)P；机械功率是扣除机械损耗等后的功率，与sP关系不符。所以sP等于转子铜耗，答案选D。20.变压器（，短路，一次绕组加电压使其电流达到额定值时，变压器从电源吸取的功率称为短路损耗。A、高压绕组B、二次绕组C、一次绕组D、任意绕组正确答案：B21.同步发电机主磁路中，（）的磁导率等于真空磁导率μ。A、整个主磁路B、定子铁芯C、转子铁芯D、气隙正确答案：D答案解析：气隙中没有铁磁物质，其磁导率等于真空磁导率μ，而定子铁芯和转子铁芯都是铁磁材料，磁导率远大于μ，整个主磁路因为包含铁磁物质，磁导率也不等于μ。22.一台50Hz三相感应电动机的转速为n=720r/min，该电机的极数和同步转速为(A、4极，1500r/minB、6极，1000r/minC、8极，750r/minD、10极，600r/min.正确答案：C答案解析：该电机同步转速\(n_0=60f/p\)（\(f=50Hz\)），已知转速\(n=720r/min\)，同步转速略大于实际转速，经计算\(p=8\)时，\(n_0=750r/min\)，所以极数为\(2p=16\)极大于\(8\)极，同步转速为\(750r/min\)。23.单相变压器连接组标号只有（）两种。A、li0B、li6,C、1i8,1i12D、li0,正确答案：A24.有一台三相异步电动机运行在转差率s=0.038,则通过气隙传递的功率有3.8%是()A、总机械功率B、转子铜耗C、电磁功率D、输入功率正确答案：B答案解析：转差率\(s\)的定义是转差功率\(P_{s}\)与电磁功率\(P_{em}\)之比，即\(s=\frac{P_{s}}{P_{em}}\)。已知\(s=0.038\)，说明转差功率\(P_{s}\)占电磁功率\(P_{em}\)的\(3.8\%\)，而转差功率就是转子铜耗\(P_{Cu2}\)，所以通过气隙传递的功率（即电磁功率）有\(3.8\%\)是转子铜耗。25.影响电机绝缘寿命的直接因素是〔）。A、电流大小B、容量大小C、温度高低D、电压大小正确答案：C答案解析：电机绝缘材料的性能与温度密切相关，温度过高会加速绝缘材料的老化、变脆、失去绝缘性能等，从而直接影响电机绝缘寿命。而电压大小、电流大小、容量大小不是直接影响电机绝缘寿命的因素。26.异步电动机负载增加时，转子漏抗（）。A、与负载无关B、基本不变C、减小D、增大正确答案：D27.同步电动机的起动方法多采用（）启动方法。A、降压B、Y-△C、异步D、同步正确答案：C答案解析：同步电动机本身没有启动转矩，直接启动时会因启动电流过大而损坏电机，所以通常采用异步启动方法，即先把同步电动机的转子绕组直接短路，并在定子绕组上加三相额定电压，使电动机先按异步电动机的方式启动，当转速接近同步转速时，再给转子绕组通入直流励磁电流，使电动机牵入同步运行。降压启动主要用于鼠笼式异步电动机；Y-△启动是鼠笼式异步电动机的一种启动方式；同步电动机不能直接以同步方式启动。28.磁路计算时如果存在多个磁动势，则对（）磁路可以应用叠加原理。A、线性B、非线性C、所有的D、饱和正确答案：A答案解析：叠加原理适用于线性电路或系统，在磁路计算中，对于线性磁路可以应用叠加原理。而非线性磁路（存在饱和等情况）不满足叠加原理的条件。所以存在多个磁动势时，对线性磁路可以应用叠加原理。29.电机的磁场是由电流激励产生的，磁场与产生该磁场的电流同时存在，(）定律就是描述这种电磁联系的基本定律。A、全电流B、磁路欧姆C、电磁力D、电磁感应正确答案：A答案解析：全电流定律是描述传导电流、运流电流和位移电流之和（即全电流）所产生的磁场与该全电流之间关系的基本定律，它体现了磁场与产生该磁场的电流之间的电磁联系。电磁感应定律主要描述磁生电的现象；磁路欧姆定律用于分析磁路；电磁力定律描述通电导体在磁场中受力的情况。30.所有非铁磁材料的磁化曲线都是（）。A、过原点的直线B、闭合曲线C、平行坐标轴的直线D、磁饱和曲线正确答案：A答案解析：非铁磁材料的磁导率为常数，其磁化曲线是过原点的直线。铁磁材料的磁化曲线不是直线，有磁饱和现象，其曲线不是过原点直线，也不是平行坐标轴直线和闭合曲线。31.三相同步发电机在与电网并联时，必须满足一些条件，但首先必须绝对满足的条件是（）A、频率相等B、电压相等C、相序相同D、相位相等正确答案：C答案解析：在三相同步发电机与电网并联时，相序相同是必须首先绝对满足的条件。如果相序不同，会导致巨大的冲击电流，损坏发电机和电网设备，而电压、频率、相位不相等时，在并联过程中可以通过调整逐步达到一致，但相序不同是无法进行并联操作的。32.考虑磁路饱和，单相变压器空载运行时（）。A、当磁通为正弦波时，电流为平顶波B、磁通为平顶波时，电流为正弦波C、当电流为正弦波时，主磁通为尖顶波D、当电流为正弦波时，主磁通为正弦波正确答案：B33.变压器正常运行时，（）的温度最高。A、绕组B、油箱壁C、变压器油D、铁芯正确答案：A答案解析：变压器正常运行时，绕组通过电流会产生铜损，是发热的主要来源，所以绕组的温度最高。铁芯虽然也会因磁滞和涡流产生热量，但相对绕组来说热量较少。变压器油主要起绝缘和散热作用，其温度低于绕组。油箱壁主要是通过热传导散热，温度也低于绕组。34.当异步电机的转速为n₁＜n＜∞时，该电机工作在（）状态。A、电动机B、发电机C、电磁制动D、变压器正确答案：B答案解析：当异步电机的转速为n₁＜n＜∞时，电机转子转速大于同步转速。此时电机的电磁转矩方向与转子转动方向相反，电机处于发电状态，将机械能转换为电能回馈给电网。而电动机状态是n＜n₁，电磁制动状态是n＜0，变压器没有这样的转速工作状态。35.（）式结构是中大型同步电机的基本结构。A、旋转转子B、旋转定子C、旋转磁极D、旋转电枢正确答案：C答案解析：中大型同步电机的基本结构是旋转磁极式结构。旋转磁极式同步电机的定子绕组中通过三相对称电流时，会产生一个旋转磁场，而转子磁极在该旋转磁场作用下旋转，从而实现机电能量转换。旋转电枢式结构一般用于小型电机等，中大型同步电机通常不采用旋转电枢式结构。旋转定子这种说法不准确，同步电机的定子是固定不动的，不存在旋转定子的结构形式。旋转转子不是同步电机的基本结构分类方式。36.电动机定子旋转磁场的转速和转子转速的差数，叫做（）。A、滑差率B、转差C、滑差D、转差率正确答案：B37.三相异步电动机旋转磁场的转速与（）有关。A、负载大小B、定子绕组上电压大小C、电源频率D、三相转子绕组所串电阻的大小正确答案：C答案解析：旋转磁场的转速由电源频率和电机极对数决定，其公式为\(n_0=\frac{60f}{p}\)，其中\(n_0\)是旋转磁场转速，\(f\)是电源频率，\(p\)是电机极对数，所以旋转磁场的转速与电源频率有关，与负载大小、定子绕组电压大小、三相转子绕组所串电阻大小无关。38.做零功率因数负载特性试验时，所加负载为（）。A、纯阴性B、阻容性C、纯感性D、纯容性正确答案：C答案解析：做零功率因数负载特性试验时，所加负载为纯感性负载。纯感性负载使得电枢电流滞后于端电压，功率因数为零。39.为了降低铁芯损耗，铁芯选用叠片方式，叠片越厚，其损耗（）。A、越小B、不变C、越大D、无法确定正确答案：C答案解析：叠片越厚，铁芯的涡流路径相对较短，但是由于叠片厚度增加，在交变磁场中产生的感应电动势也会相应增大，从而导致涡流增大，铁芯损耗也就越大。40.三相异步电动机要稳定运行，则其转差率S应该（）。A、小于临界转差率B、等于临界转差率C、大于临界转差率D、任意正确答案：A答案解析：三相异步电动机稳定运行时，其转差率S应小于临界转差率。当转差率小于临界转差率时，电动机电磁转矩与负载转矩平衡，电机能稳定运行；当转差率大于临界转差率时，电机转速会急剧下降甚至停转，无法稳定运行。所以要稳定运行，转差率S要小于临界转差率。二、判断题（共40题，每题1分，共40分）1.自耦变压器的变比越大经济性越差。（）A、正确B、错误正确答案：A2.异步电动机空载运行时，由于没有负载转矩的制动作用，电机转速最高，可以达到同步转速。（）A、正确B、错误正确答案：B3.变压器一次绕组匝数为150匝，二次绕组为300匝，则此变压器变比为0.5。（）A、正确B、错误正确答案：B4.同步发电机中由于有旋转的定转子磁场，因此在稳定运行过程中，定转子绕组都会感应交流电动势。（）A、正确B、错误正确答案：B5.变压器的铁芯采用的硅钢片主要有热轧和冷轧两种。()A、正确B、错误正确答案：A6.变压器运行效率的高低反映变压器运行经济性好坏。()A、正确B、错误正确答案：A7.因没有电路的直接联系，异步电动机定子电流大小与转子电流大小无关。（）A、正确B、错误正确答案：B8.变压器的励磁电抗和漏电抗都是线性参数。（）A、正确B、错误正确答案：B9.对于异步电动机，转子转速与定子旋转磁场的转速不相等，转子的旋转方向也与定子旋转磁场的方向不一致。（）A、正确B、错误正确答案：B10.无论异步电动机定子绕组Y接还是△接，都可以采用Y/△降压起动来减小起动电流。()A、正确B、错误正确答案：B11.采用短距与分布绕组的方法我们就能够获得最理想的电动势。（）A、正确B、错误正确答案：B12.改变同步发电机励磁电源的极性，但保持转子转向不变，三相电枢绕组感应电动势相序会因转子磁极极性改变而改变。（A、正确B、错误正确答案：B13.调节同步发电机的励磁电流，无功功率发生变化，同时功角δ也会发生变化，因此有功功率也会变。（）A、正确B、错误正确答案：B14.变压器的工作原理是电磁感应，铁心是电路部分，绕组是磁路部分。()A、正确B、错误正确答案：B15.同步电机气隙越大越不稳定。（）A、正确B、错误正确答案：B16.单层绕组可以通过短距来削弱高次谐波。（）A、正确B、错误正确答案：B17.变压器的空载电流又称为励磁电流，主要作用是建立磁场，同时还提供铁芯损耗。()A、正确B、错误正确答案：A18.异步电动机转子绕组中感应电流形成的旋转磁场相对于转子是静止的。（）A、正确B、错误正确答案：B19.只有直轴电枢反应的存在，才能实现机械能与电能之间的转换。（）A、正确B、错误正确答案：B20.无论变压器磁路是否饱和，其结构参数都保持不变。()A、正确B、错误正确答案：B21.由三绕组变压器等效电路可知，一次漏阻抗压降会直接影响二、三次主电动势，进而影响二、三次绕组端电压。（）A、正确B、错误正确答案：A22.异步电动机采用变比为2的自耦变压器起动，起动电流变成直接起动时的1/4。（）A、正确B、错误正确答案：B23.同步发电机在欠励运行状态时，除向电网输出有功功率外，还向电网输出容性的无功功率。（）A、正确B、错误正确答案：A24.变压器负载运行