第9卷 交流电路（一） 广西壮族自治区（对口招生）《电工电子技术与技能》（高教版·第4版） 单元过关卷

广西壮族自治区（对口招生）装备制造类 《电工电子技术与技能》（高教版·第4版） 交流电路（一） 单元过关卷 时间：60分钟 总分：100分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、单项选择题（本大题共20小题，每题3分，共60分） 1. 关于三相正弦交流电，以下哪个描述是错误的？（ ） A. 三相电压的波形都是正弦波 B. 三相电压的相位差都是120° C. 三相电压的最大值都相等 D. 三相电压的频率可能不同 2. 正弦交流电线性负载情况下，电压和电流的波形是（ ） A. 相位相同 B. 相位相差180度 C. 相位差与功率因数有关 D. 相位差与负载阻抗无关 3. 如图甲所示是某种型号的电热毯电路图，电热毯接在交变电源上，通过装置P使加在电热丝上的电压波形如图乙所示。此时接在电热丝两端的交流电压表读数为：（ ） A. 110V B. 156V C. 220V D. 311V 4. 关于交流电的三要素，下列说法正确的是（ ） A. 最大值和有效值表示交流电一个周期内所能达到的最大数值 B. 两个同频率交流电的相位差会随时间改变而改变 C. 角频率和周期互为倒数 D. 交流电有效值是根据电流热效应定义的 5. 已知交变电流的瞬时值的表达式是i＝5sin50πt （A）， 从t=0到第一次出现最大值的时间是（ ） A. 6.25秒 B. 秒 C. 秒 D. 秒 6. 交流电的周期是指什么？ （ ） A. 完成一次正弦波变化所需的时间 B. 电压或电流达到最大值所需的时间 C. 电阻上消耗电能所需的时间 D. 电容充电所需的时间 7. 小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动。产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系，如图所示，此线圈与一个R=10Ω的电阻构成闭合电路，不计电路的其他电阻，下列说法正确的是（ ） A. 交变电流的周期为0.125 B. 交变电流的频率为8Hz C. 交变电流的有效值为A D. 交变电流的最大值为4A 8. 正弦交流电的频率单位是（ ） A. 伏特 B. 安培 C. 赫兹 D. 瓦特 9. 正弦交流电的有效值是其幅值的（ ） A. B. C. D. 2 10. 如下图所示正弦交流电压的初相位是（ ）。 A. π/6 B. π/3 C. D. 11. 若一个电路中存在额定电压为220V的正弦交流电路，则其最大电压将为多少？（ ） A. 220V B. 311V C. 156V D. 440V 12. 在正弦交流电路中，电压的有效值是其峰值的（ ） A. 0.5倍 B. 0.707倍 C. 1.414倍 D. 2倍 13. 一个电容器的耐压为250V，把它接入正弦交流电中使用，加在它两端的交流电压的有效值可以是（ ） A. 150V B. 180V C. 220V D. 都可以 14. 如图所示为一正弦交流电压的波形图，其瞬时值表达式为（ ） A. u=20sin（314t-120°）V B. u=20sin（31.4t+60°）V C. u=20sin（31.4t-60°）V D. 15. 两个同频率正弦交流电压u1=311sin(314t+30°)V和u2=311sin(314t-60°)V的相位差为（ ） A. 30° B. 60° C. 90° D. 180° 16. 一个正弦交流电流为，其初相为（ ） A. －160° B. 20° C. 314t－160° D. 160° 17. 图所示相量图中，交流电压和的相位关系是（ ） A. B. C. D. 无法确定 18. 已知，，则（ ） A. B. C. D. 不能判断相位差 19. 下列物理量中，通常采用相量法进行分析的是（ ） A. 随时间变化的同频率正弦量 B. 随时间变化的不同频率正弦量 C. 不随时间变化的直流量 D. 随时间变化不同周期的方波变量 20. 矢量图常用来表示交流电的（ ） A. 初相位和频率 B. 幅值和相位差 C. 最大值和波形形状 D. 周期性和波动范围 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 正弦交流电是由直流发电机产生的。（ ） 22. 表征正弦交流电的三要素有幅值、频率和相位差。（ ） 23. 凡大小和方向随时间作周期性变化的电流、电压和电动势统称交流电。（ ） 24. 同频率正弦量、、，当滞后，滞后时，则一定滞后。（ ） 25. 正弦交流电是在电阻器中传输时产生的。（ ） 26. 变化的瞬时性是指交流电的大小和方向随时间变化而变化。（ ） 27. 正弦量的初相角与起始时间的选择有关，而相位差则与起始时间无关。 （ ） 28. 正弦交流电的波形图可以用来表示电压的变化情况。（ ） 29. 正弦交流电的矢量图表示了电压和电流的大小关系，但不包括相位信息。（ ） 30. 在矢量图表示法中，正弦交流电的振幅和相位可以用矢量的长度和方向来表示。 （ ） 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 有一电阻加在它两端的电压U＝282sin100πt（V）实际消耗的电功率200W，求通过该电阻的交变电流有效值和瞬时值。 32. 一小型发电机内的矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度ω绕垂直于磁场方向的固定轴转动，线圈匝数n＝100。穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间按正弦规律变化，如图甲所示。发电机内阻r＝5.0 Ω，外电路电阻R＝95 Ω。已知感应电动势的最大值Emax＝nωΦmax，其中Φmax为穿过每匝线圈磁通量的最大值。求：串联在外电路中的交流电流表（内阻不计）的读数。 33. 简述瞬时值、最大值、有效值 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 三相桥式全控整流电路，U2=100V，带电阻电感负载，R=5Ω，L值极大，当 α=60 时，要求： （1）画出、和的波形； （2）计算、、和。 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 $ 广西壮族自治区（对口招生）装备制造类 《电工电子技术与技能》（高教版·第4版） 交流电路（一） 单元过关卷 时间：60分钟 总分：100分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、单项选择题（本大题共20小题，每题3分，共60分） 1. 关于三相正弦交流电，以下哪个描述是错误的？（ ） A. 三相电压的波形都是正弦波 B. 三相电压的相位差都是120° C. 三相电压的最大值都相等 D. 三相电压的频率可能不同 【答案】D 【解析】理想三相正弦交流电的三相电压均为正弦波，频率相同，相邻两相的相位差为120°，且三相电压的最大值相等。选项D说三相电压的频率可能不同，与三相正弦交流电的基本特征不符，因此D项错误。 2. 正弦交流电线性负载情况下，电压和电流的波形是（ ） A. 相位相同 B. 相位相差180度 C. 相位差与功率因数有关 D. 相位差与负载阻抗无关 【答案】A 【解析】在线性负载情况下，电压和电流的波形是相位相同的。 3. 如图甲所示是某种型号的电热毯电路图，电热毯接在交变电源上，通过装置P使加在电热丝上的电压波形如图乙所示。此时接在电热丝两端的交流电压表读数为：（ ） A. 110V B. 156V C. 220V D. 311V 【答案】B 4. 关于交流电的三要素，下列说法正确的是（ ） A. 最大值和有效值表示交流电一个周期内所能达到的最大数值 B. 两个同频率交流电的相位差会随时间改变而改变 C. 角频率和周期互为倒数 D. 交流电有效值是根据电流热效应定义的 【答案】D 【解析】最大值是交流量在一个周期内达到的最大瞬时值，有效值不是最大值，而是根据交流电的热效应定义的。两个同频率正弦交流量的相位差保持不变。角频率与周期的关系为ω=2π/T，频率与周期互为倒数。交流电有效值的定义是：交流电流通过电阻在一个周期内产生的热量，与某一直流电流通过同一电阻在相同时间内产生的热量相等，则该直流电流的数值就是交流电流的有效值。因此D项正确。 5. 已知交变电流的瞬时值的表达式是i＝5sin50πt （A）， 从t=0到第一次出现最大值的时间是（ ） A. 6.25秒 B. 秒 C. 秒 D. 秒 【答案】D 【解析】由i=5sin50πt可知，角频率ω=50π rad/s。t=0时相位为0，电流第一次达到最大值时，正弦函数的相位为π/2。因此50πt=π/2，解得t=1/100 s。故选D。 6. 交流电的周期是指什么？ （ ） A. 完成一次正弦波变化所需的时间 B. 电压或电流达到最大值所需的时间 C. 电阻上消耗电能所需的时间 D. 电容充电所需的时间 【答案】A 【解析】交流电完成一次完整的周期性变化所需要的时间称为周期，通常用T表示。因此选项A正确。达到最大值只是一个特定瞬间，不是周期的定义；电阻消耗电能和电容充电时间也不是交流电周期的定义。 7. 小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动。产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系，如图所示，此线圈与一个R=10Ω的电阻构成闭合电路，不计电路的其他电阻，下列说法正确的是（ ） A. 交变电流的周期为0.125 B. 交变电流的频率为8Hz C. 交变电流的有效值为A D. 交变电流的最大值为4A 【答案】C 8. 正弦交流电的频率单位是（ ） A. 伏特 B. 安培 C. 赫兹 D. 瓦特 【答案】C 【解析】正弦交流电的频率单位为赫兹。 9. 正弦交流电的有效值是其幅值的（ ） A. B. C. D. 2 【答案】B 【解析】正弦交流电的有效值是其幅值的1/，或者说幅值是有效值的倍。 10. 如下图所示正弦交流电压的初相位是（ ）。 A. π/6 B. π/3 C. D. 【答案】C 11. 若一个电路中存在额定电压为220V的正弦交流电路，则其最大电压将为多少？（ ） A. 220V B. 311V C. 156V D. 440V 【答案】B 【解析】最大电压等于额定电压乘以根号2。 12. 在正弦交流电路中，电压的有效值是其峰值的（ ） A. 0.5倍 B. 0.707倍 C. 1.414倍 D. 2倍 【答案】B 【解析】正弦交流电的有效值是其峰值的0.707倍，或者说峰值是有效值的1.414倍。 13. 一个电容器的耐压为250V，把它接入正弦交流电中使用，加在它两端的交流电压的有效值可以是（ ） A. 150V B. 180V C. 220V D. 都可以 【答案】A 【解析】电容器的耐压250V指其两端所能承受的最大瞬时电压。正弦交流电压的最大值Um与有效值U的关系为Um=√2U，因此有效值应满足√2U≤250V，即U≤250/√2≈176.8V。选项中150V符合要求，而180V和220V对应的最大值分别约为254.6V和311.1V，均超过耐压值。因此选A。 14. 如图所示为一正弦交流电压的波形图，其瞬时值表达式为（ ） A. u=20sin（314t-120°）V B. u=20sin（31.4t+60°）V C. u=20sin（31.4t-60°）V D. 【答案】C 15. 两个同频率正弦交流电压u1=311sin(314t+30°)V和u2=311sin(314t-60°)V的相位差为（ ） A. 30° B. 60° C. 90° D. 180° 【答案】C 【解析】两正弦交流电压的初相分别为φ1=30°和φ2=-60°，相位差的绝对值为|φ1-φ2|=|30°-(-60°)|=90°。因此两电压的相位差为90°，选C。 16. 一个正弦交流电流为，其初相为（ ） A. －160° B. 20° C. 314t－160° D. 160° 【答案】B 【解析】原式为i=-30sin(314t-160°)A。利用-sinθ=sin(θ+180°)，可改写为i=30sin(314t-160°+180°)A=30sin(314t+20°)A。因此按正弦量标准表达式i=Imsin(ωt+φ)，其初相角为20°，选B。 17. 图所示相量图中，交流电压和的相位关系是（ ） A. B. C. D. 无法确定 【答案】A 【解析】本题主要考察交流电的矢量图表示法，图中电压的关系是比超前75°。 18. 已知，，则（ ） A. B. C. D. 不能判断相位差 【答案】D 【解析】i1的角频率为314rad/s，i2的角频率为628rad/s，两者频率不同。不同频率正弦量之间的相位差会随时间变化，不能用固定的超前或滞后角度表示。因此不能判断一个量相对于另一个量恒定超前或滞后的相位差，选D。 19. 下列物理量中，通常采用相量法进行分析的是（ ） A. 随时间变化的同频率正弦量 B. 随时间变化的不同频率正弦量 C. 不随时间变化的直流量 D. 随时间变化不同周期的方波变量 【答案】A 【解析】相量法适用于同频率正弦交流量的稳态分析，可将正弦量的幅值和相位用相量表示，并将微分方程运算转化为代数运算。不同频率正弦量、直流量和方波变量通常不能直接采用同一相量法进行分析。因此选A。 20. 矢量图常用来表示交流电的（ ） A. 初相位和频率 B. 幅值和相位差 C. 最大值和波形形状 D. 周期性和波动范围 【答案】B 【解析】矢量图可以清晰地表示交流电的幅值和相位差。 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 正弦交流电是由直流发电机产生的。（ ） 【答案】错误 【解析】正弦交流电是由交流发电机产生的。 22. 表征正弦交流电的三要素有幅值、频率和相位差。（ ） 【答案】错误 【解析】表征正弦交流电的三要素是频率、最大值和初相位。 23. 凡大小和方向随时间作周期性变化的电流、电压和电动势统称交流电。（ ） 【答案】正确 【解析】交流电是大小和方向随时间作周期性变化的电流、电压或电动势。题干表述符合交流电的基本定义，因此判断为正确。 24. 同频率正弦量、、，当滞后，滞后时，则一定滞后。（ ） 【答案】错误 【解析】“i1滞后i2”表示i2超前i1；“i3滞后i1”表示i1超前i3。因此相位关系为i2超前i1超前i3，即i1超前i3，而不是i1滞后i3。题干说法错误，判断为错误。 25. 正弦交流电是在电阻器中传输时产生的。（ ） 【答案】错误 【解析】正弦交流电可以在电阻、电感和电容等不同元件中传输。 26. 变化的瞬时性是指交流电的大小和方向随时间变化而变化。（ ） 【答案】正确 【解析】交流电的瞬时性是指交流量的大小和方向在任一时刻都有确定值，并且会随时间不断变化。因此“变化的瞬时性”体现为交流电的大小和方向随时间变化而变化，题干说法正确。 27. 正弦量的初相角与起始时间的选择有关，而相位差则与起始时间无关。 （ ） 【答案】正确 【解析】正弦量的初相角取决于参考方向以及时间起点的选择，改变起始时间会使初相角发生相应变化。对于同一时间参考，两个正弦量的相位差等于它们初相角之差；改变时间起点时，两个量的相位角同时改变相同数值，其差值不变。因此相位差与起始时间无关，题干说法正确。 28. 正弦交流电的波形图可以用来表示电压的变化情况。（ ） 【答案】正确 【解析】正弦交流电的波形图可以清晰展示电压的变化趋势。 29. 正弦交流电的矢量图表示了电压和电流的大小关系，但不包括相位信息。（ ） 【答案】错误 【解析】正弦交流电的矢量图包括了电压和电流的大小关系以及它们之间的相位关系。 30. 在矢量图表示法中，正弦交流电的振幅和相位可以用矢量的长度和方向来表示。 （ ） 【答案】正确 【解析】正确。在矢量图表示法中，正弦交流电的振幅可以用矢量的长度来表示，而相位可以用矢量的方向来表示。 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 有一电阻加在它两端的电压U＝282sin100πt（V）实际消耗的电功率200W，求通过该电阻的交变电流有效值和瞬时值。 【答案】1A， 【解析】先求交流电的有效值 后求出峰值，则交变电流的瞬时值 32. 一小型发电机内的矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度ω绕垂直于磁场方向的固定轴转动，线圈匝数n＝100。穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间按正弦规律变化，如图甲所示。发电机内阻r＝5.0 Ω，外电路电阻R＝95 Ω。已知感应电动势的最大值Emax＝nωΦmax，其中Φmax为穿过每匝线圈磁通量的最大值。求：串联在外电路中的交流电流表（内阻不计）的读数。 【答案】1.4 A 【解析】从Φ－t图线看出Φmax＝1.0×1Wb，T＝3.14×1s。，已知感应电动势的最大值＝nωΦmax，又ω＝。（1分）故电路中电流最大值＝＝＝A＝2 A交流电流表读数是交变电流的有效值，即I＝＝1.4 A。 33. 简述瞬时值、最大值、有效值 【答案】瞬时值 正弦交流电在某一瞬间的大小称为瞬时值，电动势、电压和电流的瞬时值分别用小写字母e、u、i表示。 最大值 正弦交流电变化时出现的最大瞬时值称最大值，也称振幅。电动势、电压和电流的最大值分别用大写字母Em、Um、I 表示。 有效值有效值是根据交流电的热效应定义的。将交流电流i 和 直流电流分别通过同一电阻R， 如果在相同的时间内产生的热量相等，则此直流电的数值即为该交流电的有效值。交流电动势、电压和电流的有效值分别用大写字母E、U、I 表示。 【解析】瞬时值是正弦交流量在某一时刻的数值，电动势、电压和电流的瞬时值分别用小写字母e、u、i表示。最大值是正弦交流量在一个周期内达到的最大瞬时值，也称振幅，分别用Em、Um、Im表示。有效值是根据交流电的热效应定义的：交流电流通过电阻R，在一定时间内产生的热量，若与某一直流电流通过同一电阻R在相同时间内产生的热量相等，则该直流电流的数值称为该交流电流的有效值。交流电动势、电压和电流的有效值分别用E、U、I表示。对于正弦交流量，有效值与最大值的关系为E=Em/√2、U=Um/√2、I=Im/√2。 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 三相桥式全控整流电路，U2=100V，带电阻电感负载，R=5Ω，L值极大，当 α=60 时，要求： （1）画出、和的波形； （2）计算、、和。 【答案】（1） （2）117（V），23.4（A），7.8（A），13.51（A） 【解析】①ud、id和iVT1的波形如下： ②、、和分别如下 ＝2.34cosα＝2.34×100×cos60°＝117（V） ＝∕R＝117∕5＝23.4（A） ＝∕3＝23.4∕3＝7.8（A） ＝∕＝23.4∕＝13.51（A）‍ 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 $