13.3 RL电路的瞬态过程（同步练习） 《电工基础》（高教版·第2版）同步精品课堂

任务13.3 RL电路的瞬态过程 同步练习 一、选择题 1.RL电路时间常数τ的单位可以表示为（ ） A.Ω·H B.H/Ω C.V·A D.A/V 2.RL电路接通电源瞬间，电感两端的电压与电源电动势的关系是（ ） A.电感电压小于电源电动势 B.电感电压等于电源电动势 C.电感电压大于电源电动势 D.无法确定 3.RL电路切断电源后，电流随时间变化的曲线形状为（ ） A.水平直线 B.斜直线 C.指数衰减曲线 D.指数增长曲线 4.RL电路中，时间常数τ=5s表示（ ） A.5s后电流变为0 B.5s后电流达到最大值 C.5s内电流变化量为总变化量的63% D.5s内电流变化量为总变化量的37% 5.RL电路达到稳态时，电感在电路中的作用相当于（ ） A.阻值很大的电阻 B.导线（短路） C.电容 D.断开的开关 6.下列因素中，不会影响RL电路时间常数τ大小的是（ ） A.电感线圈的电感量 B.电路中电阻的阻值 C.电源两端的电压 D.电路中电阻的连接方式 7.RL电路接通电源后，电阻两端的电压随时间的变化趋势是（ ） A.从0开始逐渐增大到电源电动势 B.从电源电动势开始逐渐减小到0 C.始终等于电源电动势 D.始终为0 8.RL电路接通电源后，当t=4τ时，电路中的电流约为稳态值的（ ） A.63% B.86% C.95% D.99% 9.RL电路切断电源瞬间，电路中的电流大小为（ ） A.0 B.等于切断前的稳态电流 C.大于切断前的稳态电流 D.小于切断前的稳态电流 10.RL电路中，时间常数τ越大，则电路的瞬态过程（ ） A.越短 B.越长 C.与τ大小无关 D.无法判断 二、判断题 1.RL电路接通电源后，电路中的电流会随时间一直增大，直到无穷大。（ ） 2.时间常数τ是RL电路瞬态过程完全结束所需要的时间。（ ） 3.RL电路中，电感的电感量L越大，时间常数τ就越大。（ ） 4.RL电路切断电源后，电感两端的电压方向与原电流方向相同。（ ） 5.RL电路和RC电路的时间常数都反映了电路瞬态过程的变化快慢。（ ） 三、简答题： 1.简述RL电路时间常数的物理意义。 2.RL电路接通电源和切断电源时，电流变化的根本原因是什么？ 3.为什么说时间常数τ是RL电路瞬态过程的重要参数？ 4.RL电路切断电源后，电感为什么能维持电流一段时间？ 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 $ 任务13.3 RL电路的瞬态过程 同步练习答案及解析 一、选择题 1.RL电路时间常数τ的单位可以表示为（ ） A.Ω·H B.H/Ω C.V·A D.A/V 答案：B 解析：RL电路时间常数τ=L/R，电感L单位为亨利（H），电阻R单位为欧姆（Ω），故τ的单位为H/Ω，其物理意义为秒。 2.RL电路接通电源瞬间，电感两端的电压与电源电动势的关系是（ ） A.电感电压小于电源电动势 B.电感电压等于电源电动势 C.电感电压大于电源电动势 D.无法确定 答案：B 解析：接通瞬间电流为0，电阻两端无电压，根据电路电压平衡，电感两端电压等于电源电动势。 3.RL电路切断电源后，电流随时间变化的曲线形状为（ ） A.水平直线 B.斜直线 C.指数衰减曲线 D.指数增长曲线 答案：C 解析：切断电源后，电感释放储存的磁场能量，电流从稳态值开始，按指数规律逐渐衰减至0，形成指数衰减曲线。 4.RL电路中，时间常数τ=5s表示（ ） A.5s后电流变为0 B.5s后电流达到最大值 C.5s内电流变化量为总变化量的63% D.5s内电流变化量为总变化量的37% 答案：C 解析：时间常数的物理意义是瞬态过程中，电流变化量达到总变化量63%所经历的时间，τ=5s即表示5s内完成这一变化。 5.RL电路达到稳态时，电感在电路中的作用相当于（ ） A.阻值很大的电阻 B.导线（短路） C.电容 D.断开的开关 答案：B 解析：稳态时电流不再变化，电感的自感电动势为0，两端电压为0，在电路中相当于一根导线，即短路状态。 6.下列因素中，不会影响RL电路时间常数τ大小的是（ ） A.电感线圈的电感量 B.电路中电阻的阻值 C.电源两端的电压 D.电路中电阻的连接方式 答案：C 解析：τ=L/R，仅由电感L和电阻R的大小决定，与电源电压的高低无关。 7.RL电路接通电源后，电阻两端的电压随时间的变化趋势是（ ） A.从0开始逐渐增大到电源电动势 B.从电源电动势开始逐渐减小到0 C.始终等于电源电动势 D.始终为0 答案：A 解析：接通电源后，电流从0开始按指数规律增大至稳态值E/R，电阻电压u_R=Ri，故随电流增大从0逐渐增大到E。 8.RL电路接通电源后，当t=4τ时，电路中的电流约为稳态值的（ ） A.63% B.86% C.95% D.99% 答案：D 解析：接通电源时电流i=E/R(1-e^(-t/τ))，t=4τ时，e^(-4)≈0.018，故i≈E/R(1-0.018)=98.2%E/R，接近99%。 9.RL电路切断电源瞬间，电路中的电流大小为（ ） A.0 B.等于切断前的稳态电流 C.大于切断前的稳态电流 D.小于切断前的稳态电流 答案：B 解析：电感电流不能突变，切断电源瞬间，电流保持切断前的稳态值不变，随后逐渐衰减。 10.RL电路中，时间常数τ越大，则电路的瞬态过程（ ） A.越短 B.越长 C.与τ大小无关 D.无法判断 答案：B 解析：时间常数反映瞬态过程的快慢，τ越大，电流变化越缓慢，瞬态过程持续的时间就越长。 二、判断题 1.RL电路接通电源后，电路中的电流会随时间一直增大，直到无穷大。（ ） 答案：错误 解析：RL电路接通电源后，电流从0开始增大，最终会达到稳态值E/R并保持不变，不会一直增大到无穷大。 2.时间常数τ是RL电路瞬态过程完全结束所需要的时间。（ ） 答案：错误 解析：理论上瞬态过程需要无限长时间结束，τ是瞬态过程变化总变化量63%所经历的时间，用于描述变化快慢。 3.RL电路中，电感的电感量L越大，时间常数τ就越大。（ ） 答案：正确 解析：τ=L/R，在电阻R一定时，L越大，τ越大，瞬态过程越长。 4.RL电路切断电源后，电感两端的电压方向与原电流方向相同。（ ） 答案：错误 解析：切断电源后，电感产生自感电动势阻碍电流减小，电压方向与原电流方向相反，以维持电流流动。 5.RL电路和RC电路的时间常数都反映了电路瞬态过程的变化快慢。（ ） 答案：正确 解析：无论是RL电路的τ=L/R还是RC电路的τ=RC，其物理意义均为描述瞬态过程变化快慢的参数。 三、简答题： 1.简述RL电路时间常数的物理意义。 答案：RL电路的时间常数τ=L/R，单位为秒。它表示电路接通或切断电源后，电流变化到总变化量63%（剩余37%）所经历的时间。τ越大，电流变化越慢，瞬态过程持续时间越长；τ越小，变化越快，过程越短。 2.RL电路接通电源和切断电源时，电流变化的根本原因是什么？ 答案：根本原因是电感的电磁惯性。接通电源时，电感阻碍电流增大，使电流从0逐渐增大；切断电源时，电感阻碍电流减小，依靠储存的磁场能维持电流，使电流从稳态值逐渐衰减，不会发生突变。 3.为什么说时间常数τ是RL电路瞬态过程的重要参数？ 答案：因为τ决定了瞬态过程的快慢。在工程应用中，如电动机启动、继电器动作等，需根据所需的瞬态时间选择合适的L和R值来调整τ，以保证设备正常工作，因此τ是分析和设计RL电路的关键参数。 4.RL电路切断电源后，电感为什么能维持电流一段时间？ 答案：因为电感在电流稳定时储存了磁场能量。切断电源后，磁场能量开始释放，电感产生自感电动势阻碍电流减小，使电流能在回路中继续流动一段时间，直至能量耗尽，电流减为0。 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 $