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2025年电机实验基础操作题试题及答案

一、单选题（每题 3 分，共 30 分）
1. 在进行直流电机实验时，若要改变电机的转向，应采取的措施是（ ）
A. 改变电枢电流方向
B. 改变励磁电流方向
C. 同时改变电枢电流和励磁电流方向
D. 改变电源电压极性
答案：A
解析：直流电机的转向由电枢电流方向决定，改变电枢电流方向可改变电机转向。励磁电流方向主要影响电机的磁场强弱等，改变它不能直接改变转向。同时改变电枢电流和励磁电流方向，电机转向不变。改变电源电压极性主要影响电机的运行状态，而不是转向。

2. 三相异步电动机空载试验时，测得的空载电流大小与以下哪个因素关系不大（ ）
A. 电机的极数
B. 电源电压
C. 电机的气隙大小
D. 转子电阻
答案：D
解析：空载电流大小与电机的极数、电源电压、气隙大小等有关。极数不同，磁场分布不同，空载电流有差异；电源电压变化，空载电流会相应变化；气隙大小影响磁路磁阻，进而影响空载电流。而转子电阻主要影响电机的负载运行性能，对空载电流影响不大。

3. 进行电机绝缘电阻测试时，应使用以下哪种仪器（ ）
A. 万用表
B. 兆欧表
C. 示波器
D. 功率分析仪
答案：B
解析：兆欧表用于测量电气设备的绝缘电阻，能检测电机绕组等绝缘是否良好。万用表主要用于测量电压、电流、电阻等基本电学量，精度有限，不适用于绝缘电阻测试。示波器用于观察电信号波形。功率分析仪用于测量功率等参数。

4. 在电机实验中，测量电机转速通常使用的仪器是（ ）
A. 电压表
B. 电流表
C. 转速表
D. 温度计
答案：C
解析：转速表专门用于测量电机等旋转设备的转速。电压表测量电压，电流表测量电流，温度计测量温度，均不能直接测量转速。

5. 对于直流发电机，当负载电阻增大时，其输出电压会（ ）
A. 增大
B. 减小
C. 不变
D. 先增大后减小
答案：A
解析：直流发电机的输出电压与负载电阻有关。根据欧姆定律，当负载电阻增大时，电路电流减小，电枢反应减弱，使得气隙磁场增强，从而输出电压增大。

6. 三相异步电动机的额定功率是指（ ）
A. 输入的电功率
B. 输出的机械功率
C. 电磁功率
D. 视在功率
答案：B
解析：额定功率是指电动机在额定运行时输出的机械功率。输入的电功率是从电源获取的功率，电磁功率是电机内部电磁转换的功率，视在功率与电压和电流的乘积有关，均不是额定功率的定义。

7. 在电机实验中，若要测量电机的铁损耗，应采用以下哪种方法（ ）
A. 短路试验
B. 空载试验
C. 堵转试验
D. 负载试验
答案：B
解析：空载试验时，电机的输入功率主要消耗在铁损耗上，通过测量空载功率等参数可计算铁损耗。短路试验主要测量短路阻抗等；堵转试验用于确定堵转电流等；负载试验用于研究电机在不同负载下的性能，均不能直接测量铁损耗。

8. 直流电动机的调速方法中，以下哪种调速方式调速范围最广（ ）
A. 调压调速
B. 调磁调速
C. 电枢回路串电阻调速
D. 变频调速
答案：B
解析：调磁调速可以实现较大范围的调速，且调速效率较高。调压调速范围相对较小；电枢回路串电阻调速损耗大，调速范围有限；变频调速常用于交流电机调速，直流电机一般不用这种方式调速。

9. 进行电机实验时，连接电路的顺序应该是（ ）
A. 先接电源，再连接电机，最后连接测量仪表
B. 先连接电机，再接电源，最后连接测量仪表
C. 先连接测量仪表，再连接电机，最后接电源
D. 先连接测量仪表，再接电源，最后连接电机
答案：C
解析：先连接测量仪表，可在连接电源和电机前检查仪表是否正常工作及接线是否正确。接着连接电机，最后接电源，这样可避免在连接过程中因误操作损坏电机或仪表。

10. 对于一台三相异步电动机，若其定子绕组为三角形接法，当接成星形接法运行时，其输出功率会（ ）
A. 增大
B. 减小
C. 不变
D. 先增大后减小
答案：B
解析：三角形接法时电机绕组电压较高，星形接法时绕组电压降低。根据功率公式，电压降低，在其他条件不变时，输出功率减小。

二、多选题（每题 5 分，共 25 分）
1. 电机实验中可能用到的安全防护措施有（ ）
A. 穿戴绝缘手套
B. 检查接地是否良好
C. 安装漏电保护装置
D. 实验前进行设备预热
答案：ABC
解析：穿戴绝缘手套可防止触电；检查接地良好能避免设备漏电引发危险；安装漏电保护装置可在漏电时及时切断电源。设备预热与安全防护无关，主要是为了使设备达到稳定运行状态。

2. 三相异步电动机的调速方法有（ ）
A. 改变极对数调速
B. 变频调速
C. 变转差率调速
D. 改变电源频率调速
答案：ABC
解析：改变极对数调速通过改变定子绕组的连接方式实现；变频调速改变电源频率；变转差率调速可通过调压、电枢回路串电阻等方式实现。改变电源频率调速包含在变频调速中，单独列不太准确。

3. 直流电机的励磁方式有（ ）
A. 他励
B. 并励
C. 串励
D. 复励
答案：ABCD
解析：他励是励磁绕组由单独电源供电；并励是励磁绕组与电枢绕组并联；串励是励磁绕组与电枢绕组串联；复励是既有并励又有串励。

4. 在电机实验中，测量电机性能参数时可能用到的仪表有（ ）
A. 电压表
B. 电流表
C. 功率表
D. 示波器
答案：ABC
解析：电压表测量电压，电流表测量电流，功率表测量功率，这三种仪表是测量电机性能参数常用的。示波器主要用于观察电信号波形，不是直接测量性能参数的仪表。

5. 电机实验中，若电机出现异常发热现象，可能的原因有（ ）
A. 过载运行
B. 电机绕组短路
C. 通风不良
D. 电源电压过高
答案：ABCD
解析：过载运行会使电机电流增大，发热增加；绕组短路会导致电流异常增大，产生过多热量；通风不良影响散热，使电机温度升高；电源电压过高会使电机磁路饱和，铁损耗增大，也会导致发热。

三、判断题（每题 2 分，共 20 分）
1. 电机实验前不需要对设备进行外观检查。（ ）
答案：错误
解析：电机实验前需要对设备进行外观检查，查看是否有损坏、部件松动等情况，以确保实验安全和正常进行。

2. 三相异步电动机的转子转速总是低于旋转磁场的转速。（ ）
答案：正确
解析：三相异步电动机依靠旋转磁场与转子之间的转速差来实现能量转换，所以转子转速总是低于旋转磁场的转速。

3. 直流电机的电枢反应只会使气隙磁场减弱。（ ）
答案：错误
解析：直流电机的电枢反应不仅会使气隙磁场减弱，在一定情况下还会使气隙磁场发生畸变。

4. 电机的效率等于输出功率与输入功率之比。（ ）
答案：正确
解析：电机效率的定义就是输出功率与输入功率之比，反映电机能量转换的效率。

5. 进行电机实验时，可以不按照操作规程进行。（ ）
答案：错误
解析：进行电机实验必须严格按照操作规程进行，否则可能导致实验失败、设备损坏甚至发生安全事故。

6. 改变三相异步电动机的电源相序可以改变其转向。（ ）
答案：正确
解析：改变电源相序会使旋转磁场旋转方向改变，从而改变三相异步电动机的转向。

7. 直流发电机的输出电压与负载电阻无关。（ ）
答案：错误
解析：直流发电机的输出电压与负载电阻有关，负载电阻变化会影响输出电流，进而影响电枢反应等，最终影响输出电压。

8. 电机的绝缘电阻越大越好。（ ）
答案：正确
解析：绝缘电阻越大，说明电机绕组等绝缘性能越好，能有效防止漏电等故障。

9. 三相异步电动机的空载电流一般为额定电流的 20% - 50%。（ ）
答案：正确
解析：三相异步电动机空载电流一般占额定电流的 20% - 50%，不同型号电机略有差异。

10. 电机实验结束后，应立即关闭电源，整理好实验设备。（ ）
答案：正确
解析：实验结束后及时关闭电源可避免设备不必要的损耗，整理好设备保持实验室整洁有序。

四、简答题（每题 10 分，共 20 分）
1. 简述直流电机的工作原理。
答案：直流电机是基于电磁感应原理和电磁力定律工作的。定子绕组通入直流电流产生固定磁场，电枢绕组在磁场中旋转。根据电磁感应定律，电枢绕组切割磁力线产生感应电动势；根据电磁力定律，电枢绕组中的电流与磁场相互作用产生电磁力，驱动电枢旋转。通过换向器改变电枢绕组中电流方向，使电磁力方向始终不变，从而保证电机持续旋转。
解析：直流电机工作原理包括磁场产生、感应电动势产生、电磁力产生以及换向保证旋转方向不变等关键环节。

2. 说明三相异步电动机的启动方法及特点。
答案：直接启动：特点是方法简单，设备成本低，但启动电流大，可达额定电流的 4 - 7 倍，会对电网造成较大冲击，适用于小容量电机。降压启动：通过降低电源电压来减小启动电流，如星 - 三角启动、自耦变压器降压启动等。星 - 三角启动设备简单，成本较低，但启动转矩较小；自耦变压器降压启动可根据需要选择不同的降压比，启动转矩可调，但设备相对复杂，成本较高。
解析：三相异步电动机启动方法主要有直接启动和降压启动，各有其特点和适用场景，在实际应用中需根据电机容量等因素选择合适的启动方法。

五、综合题（共 5 分）
设计一个简单的电机实验电路，用于测量直流电动机的转速和电枢电流，并说明实验步骤。
答案：实验电路：直流电源、直流电动机、电流表、转速表、滑动变阻器、开关等依次串联。
实验步骤：
1. 按电路图连接好电路，检查接线是否正确，确保各元件接触良好。
2. 闭合开关，调节滑动变阻器，使电动机以适当速度启动。
3. 读取转速表的转速值，同时读取电流表的电枢电流值。
4. 改变滑动变阻器阻值，重复步骤 3，获取不同转速和电枢电流下的数据。
5. 实验结束后，断开开关，整理好实验设备。
解析：设计电路要考虑测量转速和电枢电流所需的基本元件，实验步骤要确保安全、有序地获取准确数据。