第27练 单一参数交流电路(二) 内蒙古自治区（对口招生）《电工电子技术与技能》（高教版·第三版） 一课一练

编写说明：考虑到中职学生普遍基础知识相对薄弱的情况，我们依据支架式教学理念，精心编制了内蒙古自治区（对口招生）《电工电子技术与技能》（高教版·第三版）一课一练。专辑里的每一份练习，都与课堂所授知识点紧密相关，题目围绕课堂所学知识点呈现。目的在于激发学生的学习兴趣，培养他们的学习自觉性，帮助学生扎实掌握课程的基本概念与基本方法，为他们后续的逐步提升奠定坚实基础。 本卷是内蒙古自治区（对口招生）《电工电子技术与技能》（高教版·第三版）一课一练的第27练，内容涵盖掌握纯电阻、纯电感、纯电容电路中电压与电流的相位关系和功率特点。 内蒙古自治区（对口招生）一课一练 《电工电子技术与技能》（高教版·第三版） 第27练 单一参数交流电路(二) 一、单项选择题 1. 在单一元件正弦交流支路中，若平均功率与视在功率数值相同，该支路可按（ ）处理 A. 纯电容负载 B. 纯电阻负载 C. 纯电感负载 D. 复合电抗负载 2. 分析实际线圈的单一参数交流特性时，若忽略绕组电阻和铁芯损耗，通常采用的等效模型是（ ） A. 理想电源模型 B. 理想线圈模型 C. 理想开关模型 D. 理想电阻模型 3. 理想线圈接入正弦交流电源后，当支路电流从零逐渐增大到正最大值时，其储能状态为（ ） A. 磁场储能增大 B. 电场储能增大 C. 热能消耗增大 D. 机械能输出增大 4. 某交流实验支路原计划接入理想电抗元件，测量时发现电压与电流基本同相，功率表有明显读数，最可能的情况是（ ） A. 接入容性补偿负载 B. 接入感性储能负载 C. 接入阻容串联负载 D. 接入电阻性负载 二、填空题 5. 在单一参数正弦交流支路中，纯电阻支路的电压与电流相位______，理想电抗支路的有功功率为______。 6. 理想电容的容抗公式为______，在电容量不变时，电源频率升高会使容抗______。 7. 用双踪示波器观察某理想电容支路时，若以电压为参考，则电流波形应______电压波形四分之一个周期；功率表的有功功率读数应接近______。 8. 某理想线圈接在48 V正弦交流电源上，感抗为16 Ω，则支路电流有效值为______，该支路无功功率的数值为______。 三、判断题 9. 理想电阻元件的阻值不随交流电源频率变化而变化。（ ） 10. 纯电感支路中的瞬时功率有正有负，表示电源与磁场之间存在能量往返。（ ） 11. 在纯电容支路中，电流超前电压90°，所以该支路一定消耗较大的有功功率。（ ） 12. 在频率和电压有效值均不变时，减小理想电容的电容量会使支路电流增大。（ ） 四、简答题 13. 简述利用相位关系和功率特点判断单一参数交流支路性质的基本依据。 五、计算题 14. 已知某理想电容接在36 V、50 Hz的正弦交流电源上，电容量为100 μF，π取3.14。求：（1）该电容的容抗；（2）支路电流有效值，结果保留两位小数。 15. 某交流加热与限流演示中，电热丝可视为30 Ω纯电阻，另一个限流线圈可视为0.159 H纯电感。现分别将二者接入60 V、50 Hz的正弦交流电源，π取3.14。求：（1）电热丝支路的电流有效值和有功功率；（2）限流线圈支路的感抗和电流有效值；（3）分别说明两支路中电压与电流的相位关系及有功功率特点。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 编写说明：考虑到中职学生普遍基础知识相对薄弱的情况，我们依据支架式教学理念，精心编制了内蒙古自治区（对口招生）《电工电子技术与技能》（高教版·第三版）一课一练。专辑里的每一份练习，都与课堂所授知识点紧密相关，题目围绕课堂所学知识点呈现。目的在于激发学生的学习兴趣，培养他们的学习自觉性，帮助学生扎实掌握课程的基本概念与基本方法，为他们后续的逐步提升奠定坚实基础。 本卷是内蒙古自治区（对口招生）《电工电子技术与技能》（高教版·第三版）一课一练的第27练，内容涵盖掌握纯电阻、纯电感、纯电容电路中电压与电流的相位关系和功率特点。 内蒙古自治区（对口招生）一课一练 《电工电子技术与技能》（高教版·第三版） 第27练 单一参数交流电路(二) 一、单项选择题 1. 在单一元件正弦交流支路中，若平均功率与视在功率数值相同，该支路可按（ ）处理 A. 纯电容负载 B. 纯电阻负载 C. 纯电感负载 D. 复合电抗负载 【答案】B 【解析】纯电阻支路中电压与电流同相，电能持续转化为热能，有功功率等于视在功率。纯电感和纯电容理想情况下只进行能量交换，平均功率为零。 2. 分析实际线圈的单一参数交流特性时，若忽略绕组电阻和铁芯损耗，通常采用的等效模型是（ ） A. 理想电源模型 B. 理想线圈模型 C. 理想开关模型 D. 理想电阻模型 【答案】B 【解析】忽略电阻和损耗后，线圈只表现为储存磁场能量的特性，可用理想线圈模型分析相位和功率。理想电阻模型强调耗能特性，不适合表示这种情况。 3. 理想线圈接入正弦交流电源后，当支路电流从零逐渐增大到正最大值时，其储能状态为（ ） A. 磁场储能增大 B. 电场储能增大 C. 热能消耗增大 D. 机械能输出增大 【答案】A 【解析】理想线圈的能量储存在磁场中，电流越大，磁场储能越多。纯电感元件不把电能持续转化为热能，也不直接输出机械能。 4. 某交流实验支路原计划接入理想电抗元件，测量时发现电压与电流基本同相，功率表有明显读数，最可能的情况是（ ） A. 接入容性补偿负载 B. 接入感性储能负载 C. 接入阻容串联负载 D. 接入电阻性负载 【答案】D 【解析】电压与电流基本同相且有明显有功功率，说明支路主要呈耗能特性。理想电感和理想电容的平均功率为零，不应出现明显功率表读数。 二、填空题 5. 在单一参数正弦交流支路中，纯电阻支路的电压与电流相位______，理想电抗支路的有功功率为______。 【答案】相同；0 【解析】纯电阻只表现为耗能特性，电压和电流按同一规律变化，所以二者相位相同；理想电感和理想电容只与电源交换能量，一个周期内吸收和送回的能量相等，所以有功功率为0。 6. 理想电容的容抗公式为______，在电容量不变时，电源频率升高会使容抗______。 【答案】XC=1/(2πfC)；减小 【解析】容抗与频率和电容量的乘积成反比，因此电容量不变时，频率越高，分母越大，容抗数值就越小。 7. 用双踪示波器观察某理想电容支路时，若以电压为参考，则电流波形应______电压波形四分之一个周期；功率表的有功功率读数应接近______。 【答案】超前；零 【解析】理想电容支路中电流超前电压90°，而90°相当于正弦波四分之一个周期；由于电容只进行电场能量的储存和释放，一个周期内平均功率为零，所以功率表读数应接近零。 8. 某理想线圈接在48 V正弦交流电源上，感抗为16 Ω，则支路电流有效值为______，该支路无功功率的数值为______。 【答案】3 A；144 var 【解析】理想线圈支路电流有效值按I=U/XL计算，代入48 V和16 Ω得I=3 A；无功功率数值为Q=UI，所以Q=48×3=144 var。 三、判断题 9. 理想电阻元件的阻值不随交流电源频率变化而变化。（ ） 【答案】√ 【解析】理想电阻的阻碍作用由电阻值决定，与正弦交流电源的频率无关。频率变化主要影响电感感抗和电容容抗。 10. 纯电感支路中的瞬时功率有正有负，表示电源与磁场之间存在能量往返。（ ） 【答案】√ 【解析】纯电感支路不消耗有功功率，但瞬时功率会随时间改变正负。正值表示从电源吸收能量，负值表示把磁场能量送回电源。 11. 在纯电容支路中，电流超前电压90°，所以该支路一定消耗较大的有功功率。（ ） 【答案】× 【解析】纯电容支路中电流确实超前电压90°，但理想电容只进行电场能量的储存和释放。其一个周期内平均功率为零，不消耗有功功率。 12. 在频率和电压有效值均不变时，减小理想电容的电容量会使支路电流增大。（ ） 【答案】× 【解析】电容量减小时，容抗会增大。在电压有效值不变的条件下，容抗增大会使电流有效值减小，而不是增大。 四、简答题 13. 简述利用相位关系和功率特点判断单一参数交流支路性质的基本依据。 【答案】（1）若电压与电流同相，且功率表有稳定有功读数，可判断支路主要呈纯电阻特性。 （2）若电流迟后电压约90°，且有功功率接近零，可判断支路主要呈纯电感特性。 （3）若电流超前电压约90°，且有功功率接近零，可判断支路主要呈纯电容特性。 【解析】判断单一参数支路时，应同时观察相位差和平均功率，不能只依据电流大小下结论。纯电阻以耗能为主，纯电感和纯电容以能量往返交换为主，这是区分三类支路的关键。 五、计算题 14. 已知某理想电容接在36 V、50 Hz的正弦交流电源上，电容量为100 μF，π取3.14。求：（1）该电容的容抗；（2）支路电流有效值，结果保留两位小数。 【答案】（1）31.85 Ω （2）1.13 A 【解析】（1）电容容抗的公式为XC=1/(2πfC)。电容量100 μF换算为0.0001 F，代入数据得XC=1/(2×3.14×50×0.0001)=31.85 Ω，因此该电容的容抗为31.85 Ω。 （2）电流有效值的公式为I=U/XC。代入数据得I=36/31.85=1.13 A，因此支路电流有效值约为1.13 A。 15. 某交流加热与限流演示中，电热丝可视为30 Ω纯电阻，另一个限流线圈可视为0.159 H纯电感。现分别将二者接入60 V、50 Hz的正弦交流电源，π取3.14。求：（1）电热丝支路的电流有效值和有功功率；（2）限流线圈支路的感抗和电流有效值；（3）分别说明两支路中电压与电流的相位关系及有功功率特点。 【答案】（1）电热丝支路电流有效值为2.00 A，有功功率为120 W （2）限流线圈支路感抗约为49.93 Ω，电流有效值约为1.20 A （3）纯电阻支路电压与电流同相，消耗有功功率；纯电感支路电流滞后电压90°，理想情况下有功功率为0 W 【解析】（1）纯电阻支路中，电流有效值为 I=U/R。代入数据得 I=60/30=2.00 A。有功功率为 P=UI=60×2.00=120 W。 （2）纯电感支路中，感抗为 XL=2π fL。代入数据得 XL=2×3.14×50×0.159≈49.93 Ω。电流有效值为 I=U/XL=60/49.93≈1.20 A。 （3）纯电阻支路中电压与电流同相，电能转化为热能，因此有功功率不为零；纯电感支路中电流滞后电压90°，线圈只与电源进行磁场能量交换，一个周期内平均功率为零，因此理想情况下有功功率为0 W。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $