模块七 单相正弦交流电（2）《电工技术基础与技能》（高教版·第3版）贵州省（高职院校分类考试）机械类 单元过关卷

贵州省（高职院校分类考试）机械类 《电工技术基础与技能》（高教版·第3版） 模块七 单相正弦交流电（2） 单元过关卷 考试时间：90分钟 满分：100分 班级： 姓名： 学号： 成绩： 一、单项选择题（本大题共20小题，每小题3分，共60分） 1．矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的电动势如图所示，则（ ） A．t1时刻线圈通过中性面 B．t2时刻线圈中磁通量最大 C．t3时刻线圈中磁通量变化率最大 D．t4时刻线圈中磁通量变化率最小 2．一个电热器接在10V的直流电源上，产生一定的热功率，把它改接到交流电源上，使产的热功率是直流时的一半，则交流电源电压的最大值应是（ ） A．7.07 V B．5 V C．14 V D．10 V 3．用相量图表示正弦交流电时，相量与横轴的夹角表示（ ） A．频率 B．角频率 C．初相位 D．最大值 4．一个频率为50Hz的正弦交流电，在一秒钟内波形重复的次数是？（ ） A．50次 B．25次 C．100次 D．10次 5．在正弦交流电中，最大值与有效值之间的关系是？（ ） A．最大值=2倍有效值 B．最大值=根号2倍有效值 C．最大值=有效值的平方 D．最大值=有效值 6．同频率正弦交流电i₁，i₂的最大值都是4A，且i₁+i₂的最大值也是4A，则 i₁与i₂之间的相位差是（ ） A．30° B．45° C．90° D．120° 7．若i1=4sin（314t-45°）A，i2=5sin（314t+30°）A的两电流分别通过5Ω的电阻，则它们消耗的功率之比为（ ） A．16∶25 B．4∶5 C．8∶20 D．8∶10 8．把一电热器接到 100 V 的直流电源上，在时间 t 内产生的热量为 Q。若分别接到 u1=200sin(ωt) V 和 u2=50sin(ωt) V 的交流电源上，仍产生热量 Q，所需时间分别是（ ）。（ ） A．t/2，2t B．t/2，8t C．2t，2t D．t，t 9．矢量图表示法中，矢量的方向表示的是交流电的（ ） A．频率 B．幅值 C．相位 D．波形形状 10．关于初相角，下列说法不正确的是（ ） A．初相大小和时间起点的选择无关 B．初相的取值范围是-π ≤ φ ≤ π C．初相是大于π弧度的正角就改用负角表示 D．初相的绝对值大于π弧度的负角，可化成正角表示 11．如果一个波形的周期为0.02秒，则其频率为多少Hz？（ ） A．20Hz B．25Hz C．50Hz D．100Hz 12．某正弦交流电流有效值为 7.07 A、频率为 50 Hz，t=0 时瞬时值 i0=-5√2 A，则下列关于该电流解析式正确的是（ ）。（ ） A．i=5√2sin(100πt+135°) A B．i=5√2sin(100πt-135°) A C．i=10sin(100πt-135°) A D．i=10sin(100πt+135°) A 13．如图所示为某正弦交流电压的相量图，已知其频率为 50 Hz、有效值为 220 V，则其解析式可表示为（ ）。（ ） A．u=220sin(314t+30°) V B．u=220sin(628t+30°) V C．u=220√2sin(314t+30°) V D．u=220√2sin(628t+30°) V 14．如图所示电路，已知 i1=4√2sin(ωt+30°) A，i2=3√2sin(ωt-60°) A，则电流表 A 的读数为（ ）。（ ） A．7 A B．5√2sin(ωt) A C．1 A D．5 A 15．图甲所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中逆时针匀速转动时，线圈中产生的交流电如图乙所示，设沿abcda方向为电流正方向，则（ ） A．乙图中oa对应甲图中B至C图的过程 B．乙图中c时刻对应甲图中的Ｃ图 C．若乙图中d等于0.02s，则1s内电流的方向改变了100次 D．若乙图中b等于0.02s，则交流电的频率为50Hz 16．已知正弦电压的波形如图所示，下列式子正确的是（ ）。（ ） A．u=220sin(ωt+45°) V B．u=220sin(ωt-45°) V C．u=220√2sin(ωt+45°) V D．u=220√2sin(ωt-45°) V 17．图中_______属于直流电压的波形图（ ） A． B． C． D． 18．频率与周期之间的关系是？（ ） A．频率等于周期 B．频率是周期的倒数 C．频率与周期无关 D．频率是周期的平方 19．如果一个正弦交流电的解析式表示为 v(t)=18sin(40πt+π/6) V，其频率是（ ）。（ ） A．10 Hz B．20 Hz C．40 Hz D．80 Hz 20．已知正弦交流电 u=Um sin(ωt+φ)，若 ω 增大，其他条件不变，则（ ）。（ ） A．周期增大 B．频率减小 C．初相位不变 D．最大值减小 二、判断题（每小题 2 分，共 20 分。请在括号内正确的打 “A”，错误的打 “B”） 21．正弦交流电中的幅值表示波形的高低，反映了电量的大小。（ ） 22．最大值为10A的正弦交流电，其有效值为5√2A。（ ） 23．电工测量所用电压表和电流表的读数均表示有效值。（ ） 24．正弦交流电与非正弦周期波的比较中，两者都描述了电信号的周期性变化，但正弦交流电具有单一频率成分，非正弦周期波则具有多个频率成分。（ ） 25．非正弦周期波的特点之一是频率不固定，这是否正确？（ ） 26．相位差为180°时，电流与电压呈同相位关系。（ ） 27．两个同频率正弦量反相时，其相位差为π。（ ） 28．相位差与时间无关。（ ） 29．一个电炉分别通以10A的直流电流和最大值为10√2A的工频交流电流，在相同时间内，该电炉的发热量相同。（ ） 30．两个不同频率的正弦交流电的相位之差称为相位差。（ ） 三、简答题（本大题共3小题，每小题4分，共12分） 31．周期性交流电压的波形如图（a）、（b）、（c）、（d）所示，不用计算，比较它们的有效值与最大值的关系。 32．试指出图中的三个交流电压 u1、u2、u3 在相位上有什么不同，并写出它们相互之间的相位差。 33．用旋转矢量法表示正弦量方法的步骤是什么？ 四、综合题（本大题共1题，共8分） 34．如图所示电路，已知 u=100√2sin314t V，R1=20 Ω，R2=10 Ω，XL=17.32 Ω。求：（1）电流 i，并画出电压、电流相量图；（2）电路的有功功率 P 和功率因数 cosφ。 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 $ 贵州省（高职院校分类考试）机械类 《电工技术基础与技能》（高教版·第3版） 模块七 单相正弦交流电（2） 单元过关卷 考试时间：90分钟 满分：100分 班级： 姓名： 学号： 成绩： 一、单项选择题（本大题共20小题，每小题3分，共60分） 1．矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的电动势如图所示，则（ ） A．t1时刻线圈通过中性面 B．t2时刻线圈中磁通量最大 C．t3时刻线圈中磁通量变化率最大 D．t4时刻线圈中磁通量变化率最小 【答案】A 【详解】感应电动势为零时，磁通量处于最大或最小值。由图可知 t1 时线圈通过中性面，故选 A。 2．一个电热器接在10V的直流电源上，产生一定的热功率，把它改接到交流电源上，使产的热功率是直流时的一半，则交流电源电压的最大值应是（ ） A．7.07 V B．5 V C．14 V D．10 V 【答案】D 【详解】热功率与有效值的平方成正比。P交=P直/2，则 U=10/√2=5√2 V，最大值 Um=√2U=10 V。 3．用相量图表示正弦交流电时，相量与横轴的夹角表示（ ） A．频率 B．角频率 C．初相位 D．最大值 【答案】C 【详解】相量的长度表示正弦量的大小，相量与横轴的夹角表示其初相位。 4．一个频率为50Hz的正弦交流电，在一秒钟内波形重复的次数是？（ ） A．50次 B．25次 C．100次 D．10次 【答案】A 【详解】频率为50Hz表示波形在一秒内重复50次。 5．在正弦交流电中，最大值与有效值之间的关系是？（ ） A．最大值=2倍有效值 B．最大值=根号2倍有效值 C．最大值=有效值的平方 D．最大值=有效值 【答案】B 【详解】最大值与有效值的关系为最大值=有效值*根号2。 6．同频率正弦交流电i₁，i₂的最大值都是4A，且i₁+i₂的最大值也是4A，则 i₁与i₂之间的相位差是（ ） A．30° B．45° C．90° D．120° 【答案】D 【详解】4²=4²+4²+2×4×4cosφ，得 cosφ=-1/2，所以相位差为 120°。 7．若i1=4sin（314t-45°）A，i2=5sin（314t+30°）A的两电流分别通过5Ω的电阻，则它们消耗的功率之比为（ ） A．16∶25 B．4∶5 C．8∶20 D．8∶10 【答案】A 【详解】I1=4/√2 A，I2=5/√2 A。在相同电阻上 P∝I²，故 P1:P2=16:25。 8．把一电热器接到 100 V 的直流电源上，在时间 t 内产生的热量为 Q。若分别接到 u1=200sin(ωt) V 和 u2=50sin(ωt) V 的交流电源上，仍产生热量 Q，所需时间分别是（ ）。（ ） A．t/2，2t B．t/2，8t C．2t，2t D．t，t 【答案】B 【详解】u1 的有效值为 200/√2 V，功率是直流时的 2 倍，所需时间为 t/2；u2 的有效值为 50/√2 V，功率是直流时的 1/8，所需时间为 8t。 9．矢量图表示法中，矢量的方向表示的是交流电的（ ） A．频率 B．幅值 C．相位 D．波形形状 【答案】C 【详解】矢量的长度表示正弦量的大小，方向表示该正弦量的相位。 10．关于初相角，下列说法不正确的是（ ） A．初相大小和时间起点的选择无关 B．初相的取值范围是-π ≤ φ ≤ π C．初相是大于π弧度的正角就改用负角表示 D．初相的绝对值大于π弧度的负角，可化成正角表示 【答案】A 【详解】初相角通常取 -180°≤φ≤180°。 11．如果一个波形的周期为0.02秒，则其频率为多少Hz？（ ） A．20Hz B．25Hz C．50Hz D．100Hz 【答案】C 【详解】f=1/T=1/0.02=50 Hz。 12．某正弦交流电流有效值为 7.07 A、频率为 50 Hz，t=0 时瞬时值 i0=-5√2 A，则下列关于该电流解析式正确的是（ ）。（ ） A．i=5√2sin(100πt+135°) A B．i=5√2sin(100πt-135°) A C．i=10sin(100πt-135°) A D．i=10sin(100πt+135°) A 【答案】C 【详解】Im=10 A，ω=314 rad/s。t=0 时 i=-5√2 A，结合选项可得初相位为 -135°。 13．如图所示为某正弦交流电压的相量图，已知其频率为 50 Hz、有效值为 220 V，则其解析式可表示为（ ）。（ ） A．u=220sin(314t+30°) V B．u=220sin(628t+30°) V C．u=220√2sin(314t+30°) V D．u=220√2sin(628t+30°) V 【答案】C 【详解】由相量图读出有效值、初相位和频率，代入正弦量表达式即可。 14．如图所示电路，已知 i1=4√2sin(ωt+30°) A，i2=3√2sin(ωt-60°) A，则电流表 A 的读数为（ ）。（ ） A．7 A B．5√2sin(ωt) A C．1 A D．5 A 【答案】D 【详解】两支路电流同频率，应按相量相加；由图示相位关系可得合成电流表读数，故选 D。 15．图甲所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中逆时针匀速转动时，线圈中产生的交流电如图乙所示，设沿abcda方向为电流正方向，则（ ） A．乙图中oa对应甲图中B至C图的过程 B．乙图中c时刻对应甲图中的Ｃ图 C．若乙图中d等于0.02s，则1s内电流的方向改变了100次 D．若乙图中b等于0.02s，则交流电的频率为50Hz 【答案】C 【详解】由线圈位置和电流方向对应关系判断，图示条件下电流方向改变 4 次。 16．已知正弦电压的波形如图所示，下列式子正确的是（ ）。（ ） A．u=220sin(ωt+45°) V B．u=220sin(ωt-45°) V C．u=220√2sin(ωt+45°) V D．u=220√2sin(ωt-45°) V 【答案】C 【详解】由波形图读出最大值、角频率和初相位，只有 C 与图相符。 17．图中_______属于直流电压的波形图（ ） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】直流电压的方向和大小均不随时间变化，图中 D 符合这一特征。 18．频率与周期之间的关系是？（ ） A．频率等于周期 B．频率是周期的倒数 C．频率与周期无关 D．频率是周期的平方 【答案】B 【详解】周期和频率互为倒数：T=1/f。 19．如果一个正弦交流电的解析式表示为 v(t)=18sin(40πt+π/6) V，其频率是（ ）。（ ） A．10 Hz B．20 Hz C．40 Hz D．80 Hz 【答案】C 【详解】ω=40π rad/s，f=ω/(2π)=20 Hz。 20．已知正弦交流电 u=Um sin(ωt+φ)，若 ω 增大，其他条件不变，则（ ）。（ ） A．周期增大 B．频率减小 C．初相位不变 D．最大值减小 【答案】C 【详解】ω 增大时，频率增大而周期 T=2π/ω 减小。 二、判断题（每小题 2 分，共 20 分。请在括号内正确的打 “A”，错误的打 “B”） 21．正弦交流电中的幅值表示波形的高低，反映了电量的大小。（ ） 【答案】正确 【详解】幅值反映正弦量在一个周期内的最大绝对值，体现电量的大小。 22．最大值为10A的正弦交流电，其有效值为5√2A。（ ） 【答案】正确 【详解】I=Im/√2=10/√2=5√2 A。 23．电工测量所用电压表和电流表的读数均表示有效值。（ ） 【答案】正确 【详解】交流电压表和电流表通常按有效值刻度。 24．正弦交流电与非正弦周期波的比较中，两者都描述了电信号的周期性变化，但正弦交流电具有单一频率成分，非正弦周期波则具有多个频率成分。（ ） 【答案】正确 【详解】正弦量只有一个频率成分；非正弦周期量可分解为多个频率成分的叠加。 25．非正弦周期波的特点之一是频率不固定，这是否正确？（ ） 【答案】错误 【详解】非正弦周期量也有确定的周期和基波频率，并非频率不固定。 26．相位差为180°时，电流与电压呈同相位关系。（ ） 【答案】错误 【详解】相位差为 180°时为反相，不是同相。 27．两个同频率正弦量反相时，其相位差为π。（ ） 【答案】正确 【详解】同频率正弦量相位差为 π rad 时，二者反相。 28．相位差与时间无关。（ ） 【答案】正确 【详解】同频率正弦量的相位差等于初相位之差，与时间无关。 29．一个电炉分别通以10A的直流电流和最大值为10√2A的工频交流电流，在相同时间内，该电炉的发热量相同。（ ） 【答案】正确 【详解】最大值为 10√2 A 的正弦电流有效值为 10 A，与 10 A 直流电的热效应相同。 30．两个不同频率的正弦交流电的相位之差称为相位差。（ ） 【答案】错误 【详解】不同频率正弦量的相位差随时间变化，不能称为固定的相位差。 三、简答题（本大题共3小题，每小题4分，共12分） 31．周期性交流电压的波形如图（a）、（b）、（c）、（d）所示，不用计算，比较它们的有效值与最大值的关系。 【答案】正弦波：U=Um/√2；方波：U=Um；三角波：U=Um/√3；半波整流正弦波：U=Um/2。 【详解】有效值应按一个周期内的平方平均值比较，不能只看峰值。 32．试指出图中的三个交流电压 u1、u2、u3 在相位上有什么不同，并写出它们相互之间的相位差。 【答案】由图读出：u1 初相位为 90°，u2 初相位为 0°，u3 初相位为 -90°。u1 超前 u2 90°，u2 超前 u3 90°，u1 超前 u3 180°。 【详解】相位差等于同频率正弦量初相位之差。 33．用旋转矢量法表示正弦量方法的步骤是什么？ 【答案】（1）以坐标原点为端点向右水平做一有向线段为X轴。（2）以坐标原点为端点，做一条有向线段，线段长度为正弦量的最大值。（3）旋转矢量的起始位置与X轴正方向的夹角为正弦量的初相φ _0。（4）旋转矢量以ω为角速度，绕原点O沿逆时针方向匀速转动。（5）某时刻正弦量的瞬时值就是旋转相量在纵轴上的投影。 四、综合题（本大题共1题，共8分） 34．如图所示电路，已知 u=100√2sin314t V，R1=20 Ω，R2=10 Ω，XL=17.32 Ω。求：（1）电流 i，并画出电压、电流相量图；（2）电路的有功功率 P 和功率因数 cosφ。 【答案】（1）I1=100/20=5 A；Z2=10+j17.32 Ω，|Z2|=20 Ω，I2=5 A 且滞后电压 60°。合成电流 I=8.66 A，滞后电压 30°，i=8.66√2sin(314t-30°) A。相量图中 I1 与电压同相，I2 滞后 60°。 （2）P=100×8.66×cos30°≈750 W，cosφ=0.866。 【详解】先分别求支路电流相量，再作相量相加；有功功率用 P=UIcosφ 计算。 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 $