2025年大学大一（电气工程及其自动化）电机学基础阶段试题

2025年大学大一（电气工程及其自动化）电机学基础阶段试题

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题，共40分）答题要求：本卷共20小题，每小题2分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。请将正确答案的序号填在题后的括号内。1.变压器的主磁通是指（）A.只链一次绕组的磁通B.只链二次绕组的磁通C.同时链一、二次绕组的磁通D.二次绕组漏磁通2.变压器的变比是指（）A.一、二次侧绕组匝数之比B.一、二次侧感应电动势之比C.一、二次侧电压之比D.以上都是3.一台变压器，原设计的频率为50Hz，现将它接到60Hz的电网上运行，额定电压不变，励磁电流将（）A.增大B.减小C.不变D.不确定4.变压器空载运行时，其空载电流的大小主要取决于（）A.一次绕组电阻B.二次绕组电阻C.铁芯损耗D.绕组漏抗5.变压器短路试验的目的是测定（）A.短路电阻B.短路电抗C.短路损耗和短路阻抗D.变比6.异步电动机的旋转磁场的转速与（）有关。A.电源频率B.磁极对数C.转差率D.电源频率和磁极对数7.异步电动机的转差率s的范围是（）A.0<s<1B.s=0C.s>1D.s<08.一台异步电动机，额定转速nN=970r/min，该电机的极对数p为（）A.1B.2C.3D.49.异步电动机的电磁转矩与（）成正比。A.电源电压B.电源频率C.转子电流和主磁通D.转差率10.异步电动机的最大转矩与（）有关。A.电源电压B.转子电阻C.定子电阻D.电源频率11.同步发电机的电枢反应是指（）A.定子电流产生的磁场对转子磁场的影响B.转子电流产生的磁场对定子磁场的影响C.定子电流产生的磁场对定子磁场的影响D.转子电流产生的磁场对转子磁场的影响12.同步发电机的空载特性是指（）A.发电机在额定转速下，空载时的端电压与励磁电流的关系B.发电机在额定转速下，负载时的端电压与励磁电流的关系C.发电机在任意转速下，空载时的端电压与励磁电流的关系D.发电机在任意转速下，负载时的端电压与励磁电流的关系13.同步发电机的短路特性是指（）A.发电机在额定转速下，短路时的短路电流与励磁电流的关系B.发电机在额定转速下，短路时的短路电压与励磁电流的关系C.发电机在任意转速下，短路时的短路电流与励磁电流的关系D.发电机在任意转速下，短路时的短路电压与励磁电流的关系14.同步发电机的额定功率是指（）A.发电机的有功功率B.发电机的无功功率C.发电机的视在功率D.发电机的最大功率15.直流发电机的电枢电动势与（）成正比。A.磁通和转速B.电枢电流C.励磁电流D.电枢电阻16.直流发电机的电磁转矩是（）转矩。A.驱动B.制动C.不变D.不确定17.直流电动机的电枢电动势与（）成正比。A.磁通和转速B.电枢电流C.励磁电流D.电枢电阻18.直流电动机的电磁转矩是（）转矩。A.驱动B.制动高电压技术C.不变D.不确定19.一台直流电动机，若把电枢两端电压提高20%，而磁路不饱和，其转速将（）A.提高20%B.提高不到20%C.降低20%D.降低不到20%20.直流电动机的调速方法中，能实现无级调速的是（）A.改变电枢回路电阻调速B.改变励磁磁通调速C.改变电枢电压调速D.以上都不能第II卷（非选择题，共60分）二、填空题（每题2分，共10分）1.变压器的损耗包括______和______。2.异步电动机的调速方法有______、______和______。3.______是同步发电机并网运行的条件。4.直流发电机的励磁方式有______、______、______和______。5.电机的发热过程包括______、______和______三个阶段。三、简答题（每题5分，共20分）1.简述变压器的工作原理。2.异步电动机的转差率是如何定义的？转差率与异步电动机的运行状态有什么关系？3.同步发电机并网运行的条件是什么？为什么要满足这些条件？4.简述直流电动机的调速方法及其特点。四、分析计算题（每题10分，共20分）1.一台三相变压器，额定容量SN=1000kVA，额定电压U1N/U2N=10/0.4kV，Y，yn0连接。已知每相短路阻抗Zk=0.015+j0.052Ω，求：（材料：该变压器在额定负载下运行时的铜损耗和短路电压。）（1）变压器的额定电流I1N和I2N；（2）额定负载下的铜损耗PCu；（3）短路电压Uk。2.一台异步电动机，额定功率PN=7.5kW，额定电压UN=38kV，额定转速nN=960r/min，额定功率因数cosφN=0.82，效率ηN=87.5%。求：（材料：该异步电动机的额定电流和额定转矩。）（1）额定电流IN；（2）额定转矩TN。五、论述题（10分）论述电机学在电气工程及其自动化专业中的地位和作用。（材料：结合实际应用，阐述电机学的理论知识如何为电力系统的运行、设计和控制提供支持。）答案：（选择题答案：1.C2.D3.A4.C5.C6.D7.A8.B9.C10.A11.A12.A13.A14.C15.A16.B17.A18.A19.A20.C；填空题答案：1.铁损耗、铜损耗；2.变极调速、变频调速、改变转差率调速；3.发电机的频率、电压大小、电压相位、相序与电网相同；4.他励、并励、串励、复励；5.电机的发热、电机的冷却、电机的稳定温升；简答题答案：1.变压器是利用电磁感应原理工作的。当一次绕组接上交流电源后，绕组中便有电流流过，在铁芯中产生交变磁通，这个磁通同时穿过一、二次绕组，在二次绕组中感应出电动势。若二次绕组接上负载，便有电能输出。2.转差率s=(n0-n)/n0，其中n0为同步转速，n为转子转速。当s>0时，电机处于电动状态；当s<0时，电机处于发电状态；当s=1时，电机处于堵转状态。3.同步发电机并网运行的条件是：发电机的频率、电压大小、电压相位、相序与电网相同。满足这些条件是为了保证并网时不会产生冲击电流，不会引起电网电压波动，能稳定地向电网输送电能。4.直流电动机的调速方法有：改变电枢回路电阻调速，特点是调速范围小、稳定性差；改变励磁磁通调速，特点是调速范围较大、转速只能往上调；改变电枢电压调速，特点是调速范围大、稳定性好、可实现无级调速。分析计算题答案：1.（1）I1N=SN/(√3U1N)=1000/(√3×10)=57.74A，I2N=SN/(√3U2N)=1000/(√3×0.4)=1443.42A；（2）PCu=3I2N²Rk=3×(1443.42/√3)²×0.015=3×481.14²×0.015=10.94kW；（3）Uk=I2N|Zk|=(1443.42/√3)×√(0.015²+0.052²)=481.14×0.054=26V；2.（1）IN=PN/(√3UNcosφNηN)=7.5×10³/(√3×380×0.82×0.875)=15.9A；（2）TN=9550PN/nN=9550×7.5/960=74.6N·m；论述题答案：电机学是电气工程及其自动化专业的核心基础课程。它为电力系统的运行提供了理