第3卷 电流与电压的关系 河南省（对口招生）《电工电子技术与技能》（高教版·河南版） 单元过关卷

河南省（对口招生）机电与制造类 《电工电子技术与技能》（高教版·河南版） 电流与电压的关系 单元过关卷 时间：60分钟 总分：94分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、单项选择题（本大题共20小题，每题2分，共40分） 1. 在一个纯电感电路中，电流和电压的相位差为多少度？（ ） A. 0度 B. 45度 C. 90度 D. 180度 【答案】C 【解析】在纯电感电路中，电流滞后于电压90度。 2. 在纯电感正弦交流电路中，电感两端电压与电流的相位关系是？（ ） A. 电压与电流反相 B. 电压滞后电流 C. 电压与电流同相 D. 电压领先电流 【答案】D 【解析】纯电感元件满足 。在正弦交流电路中，电感两端电压相位超前电流 ，也可说电流滞后电压 ，因此应选“电压领先电流”。 3. 在使用示波器测量RL串联电路时，相对于电压，电流波形会怎样？（ ） A. 落后电压波形90度 B. 落后电压波形180度 C. 领先电压波形90度 D. 与电压波形同相 【答案】A 【解析】电感造成电流相对于电压落后90度，而电阻不引起相位差，所以整个RL串联电路中的电流波形会相对于电压波形落后小于90度。 4. 在纯电感电路中，电压与电流之间的相位关系是？（ ） A. 电压超前电流 B. 电流超前电压 C. 电压与电流同相位 D. 电压与电流相位差不确定 【答案】A 【解析】在纯电感电路中，电压超前电流。这是因为电感元件对电流有阻碍作用，这种阻碍作用表现为电感元件两端的电压落后于通过它的电流一个的相位角。 5. 纯电感电路中电感上的电流与电压的相位关系是（ ） A. 反相 B. 电压滞后电流 C. 同相 D. 电流滞后电压 【答案】D 【解析】纯电感正弦交流电路中，电感电压与电流的相位差为 。电压超前电流 ，等价地说电流滞后电压 ，所以选A。 6. 在直流电路中，电感元件相当于（ ） A. 开路 B. 电容 C. 电阻 D. 短路 【答案】D 【解析】理想电感对直流稳态电流有 。直流稳态时电流不随时间变化，，电感两端电压为0，因此理想电感相当于短路。 7. 交流电路中电流比电压滞后，该电路属于（ ）电路。 A. 复合 B. 纯电阻 C. 纯电感 D. 纯电容 【答案】C 【解析】在纯电感交流电路中，电压超前电流 ，也就是电流比电压滞后 。纯电阻电路电压电流同相，纯电容电路电流超前电压 ，因此该电路属于纯电感电路。 8. 在一个含有电阻、电感和电容的复杂电路中，当电流经过一个电感时，电压的变化情况是？（ ） A. 提前90度 B. 滞后90度 C. 与电流同相 D. 与电流反相 【答案】A 【解析】对电感元件而言，电压与电流满足 。在正弦交流情况下，电感两端电压相位比通过电感的电流提前 ，所以应选A。 9. 关于纯电感交流电路，说法正确的是（ ） A. 电压超前电流 B. 电压滞后电流 C. 电压与电流同相 D. 电压与电流反相 【答案】A 【解析】纯电感交流电路中，电压相量与电流相量关系为 。乘以 表示相位超前 ，因此电压超前电流 ，选A。 10. 如图所示，电容器、电感器标注不完整的是（ ） A. b，c B. b C. a，d D. a 【答案】B 11. 在纯电感电路中，电流与电压的相位关系为（ ） A. 电流与电压同相 B. 电流超前电压 C. 电压超前电流 D. 电流与电压不是正交 【答案】C 【解析】本题中，同学们容易混淆纯电容和纯电感的电流、电压相位的关系，另外考查对正交的理解。分析可知选：C。 12. 已知电感L=0.1H，接在频率f=50Hz的交流电路中，其感抗XL为（ ） A. 15.7Ω B. 62.8Ω C. 31.4Ω D. 10Ω 【答案】C 【解析】电感的感抗公式为 。代入 、，得 ，所以选A。 13. 在L＝10mH的纯电感两端，接上的电压，则通过的电流为（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】已知 ，电压角频率 ，感抗 。电压最大值为 ，电流最大值 。纯电感中电流滞后电压 ，故电流相位为 ，所以 。 14. 纯电感电路中，电流滞后于电压的角度是多少？（ ） A. 0度 B. 90度 C. 180度 D. 45度 【答案】B 【解析】在电感电路中，电流滞后于电压90度。 15. 在一个电感元件中，电流和电压的波形关系是（ ） A. 电流领先电压180度 B. 电流落后电压90度 C. 电流和电压同相 D. 电流领先电压90度 【答案】D 【解析】在电感元件中，电流领先电压90度。 16. 对于一个纯电感电路中的电压和电流，哪个先达到稳定状态？（ ） A. 电压 B. 电流 C. 同时到达 D. 无法确定 【答案】D 【解析】理想纯电感元件满足 。电压、电流是否达到稳定状态取决于外加电源形式和电路条件，不能简单说电流一定先达到稳定状态。若是正弦稳态，电压与电流同频率变化但相位相差 ；若是理想纯电感接直流，电流还可能持续变化。因此应选D。 17. 设电路中按关联方向某元件上的电压u与电流i分别为u=－Umsinωt，i=Imcosωt，则此元件是（ ） A. 电感元件 B. 电容元件 C. 电阻元件 D. 电阻与电容串联元件 【答案】A 【解析】，。比较相位可知，电压比电流超前 ，这是纯电感元件的相位特征，因此该元件为电感元件。 18. 在一个电感为0.2H的电路中，电流为3A，求电压的大小。（ ） A. 0.6V B. 0.2V C. 6V D. 0.66V 【答案】A 【解析】根据欧姆定律，电压等于电流乘以感抗：U = I * Z = 3A * 0.2H = 0.6V。所以答案是A。 19. 在交流电路中，电感元件的电流与电压的相位关系是（ ） A. 90度领先 B. 90度滞后 C. 180度滞后 D. 与电压同相 【答案】B 【解析】在交流电路中，电感元件的电流滞后电压90度。 20. 某纯电感线圈接在有效值不变的正弦交流电源上。当电源频率增大时，通过线圈的电流有效值将（ ） A. 随频率增大而增大 B. 随频率增大而减小 C. 与频率变化无关 D. 先减小后保持不变 【答案】B 【解析】纯电感对交流电的阻碍作用称为感抗，感抗随电源频率增大而增大。在电压有效值不变时，感抗增大使电流有效值减小。 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 在交流电路中，电感元件的电流领先于电压180度。（ ） 【答案】错误 【解析】在交流电路中，电感元件的电流领先于电压90度。 22. 在纯电感交流电路中，电压超前电流90度。（ ） 【答案】正确 【解析】在纯电感电路中，电流的变化总是滞后于电压的变化90度，也可以理解为电压超前电流90度。 23. 在纯电感电路中，功率因数始终小于等于1。（ ） 【答案】错误 【解析】纯电感电路中，功率因数可以小于等于1，也可以大于1，取决于电压和电流的相位关系。 24. 纯电感电路中，电压超前于电流90度。（ ） 【答案】正确 【解析】在纯电感电路中，电压超前于电流90度。 25. 在纯电感电路中，电压超前于电流90度。（ ） 【答案】错误 【解析】在纯电感电路中，电压落后于电流90度。 26. 在纯电感电路中，电流领先于电压。（ ） 【答案】错误 【解析】在纯电感电路中，电流滞后于电压。 27. 在正弦交流电中，电感线圈两端的电压uL和电流iL均为同频率正弦量，且电压uL超前电流iL 90度相位。（ ） 【答案】正确 【解析】在正弦交流电路中，电感线圈两端电压和通过线圈的电流频率相同。对理想电感而言，电压相位超前电流 ，等价于电流滞后电压 ，所以该说法正确。 28. 在纯电阻正弦交流电路中，电阻两端电压与通过电阻的电流同时达到最大值，也同时过零。（ ） 【答案】正确 【解析】纯电阻电路中，电压与电流同相位，二者的变化步调一致。因此它们会同时达到最大值、最小值和零值。 29. 串联电路的总电压超前电流时，电路一定呈感性（ ） 【答案】正确 【解析】交流串联电路中，若总电压超前电流，说明电路总阻抗的感抗成分大于容抗成分，即 ，电路呈感性。因此题干说法正确。 30. 在导体电阻一定时，通过导体的电流与导体两端电压成正比。（ ） 【答案】正确 【解析】根据欧姆定律，电阻保持不变时，电压增大为原来的几倍，电流也增大为原来的几倍。 三、简答题（本大题共5小题，每题4分，共20分） 31. 简述欧姆定律的内容，并写出常用公式。 【答案】（1）在导体电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。 （2）在导体两端电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。 （3）常用公式为 ，变形公式为 、。 【解析】欧姆定律说明电流、电压、电阻三者的定量关系，使用时应注意同一段电路、同一时刻和单位统一。 32. 简述探究“电阻一定时，电流与电压关系”实验中滑动变阻器的主要作用。 【答案】（1）改变定值电阻两端电压，便于获得多组实验数据。 （2）限制电路电流，保护电流表、电压表和被测电阻。 （3）闭合开关前应将滑片调到阻值最大处，防止电流过大。 【解析】该实验需要在电阻不变的条件下改变电压并测量电流，滑动变阻器既能调压，又能起到保护电路的作用。 33. 说明测量定值电阻两端电压和通过电流时，电压表、电流表应怎样接入电路。 【答案】（1）电流表应与被测定值电阻串联，用来测量通过该电阻的电流。 （2）电压表应与被测定值电阻并联，用来测量该电阻两端的电压。 （3）接线时应注意电表量程选择和正、负接线柱连接，避免指针反偏或电表损坏。 【解析】串联电路中电流相同，电流表内阻很小，适合串联测流；并联电路两端电压相同，电压表内阻很大，适合并联测压。 34. 某定值电阻阻值为 10 Ω，当其两端电压由 3 V 增加到 6 V 时，通过它的电流怎样变化？说明理由。 【答案】（1）电压为 3 V 时，电流为 。 （2）电压为 6 V 时，电流为 。 （3）通过电阻的电流由 0.3 A 增加到 0.6 A，变为原来的 2 倍。 【解析】定值电阻的阻值保持 10 Ω 不变，电流可由 计算。电压增大为原来的 2 倍，电流也增大为原来的 2 倍。 35. 比较定值电阻和小灯泡在电流与电压关系上的主要区别，并分析原因。 【答案】（1）定值电阻的电流与电压成正比，其 图像通常为过原点的直线。 （2）小灯泡的电流随电压增大而增大，但二者一般不成正比，其 图像通常为曲线。 （3）原因是小灯泡灯丝温度随通电情况升高，灯丝电阻发生明显变化。 【解析】定值电阻温度变化较小时阻值近似不变，符合欧姆定律的线性关系；灯丝受热后电阻增大，电流与电压不再保持正比例关系。 四、计算题（本大题共2小题） 36. 图（a）所示无源二端网络电路中的u、i随时间t按正弦规律变化，如图（b）所示，已知电压有效值＝70.7V，电流最大值10A，试分析确定图（a）示方框内电路等效元件的性质及参数大小。 【答案】由图（b）可知：，，。 电压有效值 ，所以电压最大值 ；电流最大值 。 若由图（b）读得 ，，则电压超前电流 ，方框内等效元件为纯电感。 其感抗 ，电感量 。 【解析】先由波形周期求频率：，角频率 。由 得 ，已知 ，则电流有效值 。阻抗大小 。从波形相位看，若电压超前电流 ，则该无源二端网络等效为纯电感，且 ，。 37. 将电感 L = 25mH 的线圈接到频率可调的 的电源上，求当 和 时的感抗、电流 。 【答案】当 时，，，。 当 时，，，。 【解析】电感感抗公式为 ，其中 。电源电压 ，其有效值为 。纯电感电路中电流有效值 ，且电流相位滞后电压 ，所以电流相位为 。分别代入 和 即可求得对应感抗和电流表达式。 五、作图题（本大题共1小题） 38. 在平面直角坐标系中，以横轴表示电压 U，单位为 V；纵轴表示电流 I，单位为 A。请作出阻值为 5 Ω 的定值电阻在 U 为 0 V、1 V、2 V、3 V、4 V 时的 关系图像。 【答案】（1）计算各点电流：U 为 0 V 时，I 为 0 A；U 为 1 V 时，I 为 0.2 A；U 为 2 V 时，I 为 0.4 A；U 为 3 V 时，I 为 0.6 A；U 为 4 V 时，I 为 0.8 A。 （2）在坐标系中依次描出点（0，0）、（1，0.2）、（2，0.4）、（3，0.6）、（4，0.8）。 （3）用直线平滑连接各点，得到一条经过坐标原点的直线。 【解析】（1）根据 ，定值电阻为 5 Ω 时，电流随电压按固定比例增大。 （2）各数据点应落在同一直线上，说明电阻一定时电流与电压成正比。 （3）图像经过原点，表示电压为零时电流也为零。 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 $ 河南省（对口招生）机电与制造类 《电工电子技术与技能》（高教版·河南版） 电流与电压的关系 单元过关卷 时间：60分钟 总分：94分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、单项选择题（本大题共20小题，每题2分，共40分） 1. 在一个纯电感电路中，电流和电压的相位差为多少度？（ ） A. 0度 B. 45度 C. 90度 D. 180度 2. 在纯电感正弦交流电路中，电感两端电压与电流的相位关系是？（ ） A. 电压与电流反相 B. 电压滞后电流 C. 电压与电流同相 D. 电压领先电流 3. 在使用示波器测量RL串联电路时，相对于电压，电流波形会怎样？（ ） A. 落后电压波形90度 B. 落后电压波形180度 C. 领先电压波形90度 D. 与电压波形同相 4. 在纯电感电路中，电压与电流之间的相位关系是？（ ） A. 电压超前电流 B. 电流超前电压 C. 电压与电流同相位 D. 电压与电流相位差不确定 5. 纯电感电路中电感上的电流与电压的相位关系是（ ） A. 反相 B. 电压滞后电流 C. 同相 D. 电流滞后电压 6. 在直流电路中，电感元件相当于（ ） A. 开路 B. 电容 C. 电阻 D. 短路 7. 交流电路中电流比电压滞后，该电路属于（ ）电路。 A. 复合 B. 纯电阻 C. 纯电感 D. 纯电容 8. 在一个含有电阻、电感和电容的复杂电路中，当电流经过一个电感时，电压的变化情况是？（ ） A. 提前90度 B. 滞后90度 C. 与电流同相 D. 与电流反相 9. 关于纯电感交流电路，说法正确的是（ ） A. 电压超前电流 B. 电压滞后电流 C. 电压与电流同相 D. 电压与电流反相 10. 如图所示，电容器、电感器标注不完整的是（ ） A. b，c B. b C. a，d D. a 11. 在纯电感电路中，电流与电压的相位关系为（ ） A. 电流与电压同相 B. 电流超前电压 C. 电压超前电流 D. 电流与电压不是正交 12. 已知电感L=0.1H，接在频率f=50Hz的交流电路中，其感抗XL为（ ） A. 15.7Ω B. 62.8Ω C. 31.4Ω D. 10Ω 13. 在L＝10mH的纯电感两端，接上的电压，则通过的电流为（ ） A. B. C. D. 14. 纯电感电路中，电流滞后于电压的角度是多少？（ ） A. 0度 B. 90度 C. 180度 D. 45度 15. 在一个电感元件中，电流和电压的波形关系是（ ） A. 电流领先电压180度 B. 电流落后电压90度 C. 电流和电压同相 D. 电流领先电压90度 16. 对于一个纯电感电路中的电压和电流，哪个先达到稳定状态？（ ） A. 电压 B. 电流 C. 同时到达 D. 无法确定 17. 设电路中按关联方向某元件上的电压u与电流i分别为u=－Umsinωt，i=Imcosωt，则此元件是（ ） A. 电感元件 B. 电容元件 C. 电阻元件 D. 电阻与电容串联元件 18. 在一个电感为0.2H的电路中，电流为3A，求电压的大小。（ ） A. 0.6V B. 0.2V C. 6V D. 0.66V 19. 在交流电路中，电感元件的电流与电压的相位关系是（ ） A. 90度领先 B. 90度滞后 C. 180度滞后 D. 与电压同相 20. 某纯电感线圈接在有效值不变的正弦交流电源上。当电源频率增大时，通过线圈的电流有效值将（ ） A. 随频率增大而增大 B. 随频率增大而减小 C. 与频率变化无关 D. 先减小后保持不变 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 在交流电路中，电感元件的电流领先于电压180度。（ ） 22. 在纯电感交流电路中，电压超前电流90度。（ ） 23. 在纯电感电路中，功率因数始终小于等于1。（ ） 24. 纯电感电路中，电压超前于电流90度。（ ） 25. 在纯电感电路中，电压超前于电流90度。（ ） 26. 在纯电感电路中，电流领先于电压。（ ） 27. 在正弦交流电中，电感线圈两端的电压uL和电流iL均为同频率正弦量，且电压uL超前电流iL 90度相位。（ ） 28. 在纯电阻正弦交流电路中，电阻两端电压与通过电阻的电流同时达到最大值，也同时过零。（ ） 29. 串联电路的总电压超前电流时，电路一定呈感性（ ） 30. 在导体电阻一定时，通过导体的电流与导体两端电压成正比。（ ） 三、简答题（本大题共5小题，每题4分，共20分） 31. 简述欧姆定律的内容，并写出常用公式。 32. 简述探究“电阻一定时，电流与电压关系”实验中滑动变阻器的主要作用。 33. 说明测量定值电阻两端电压和通过电流时，电压表、电流表应怎样接入电路。 34. 某定值电阻阻值为 10 Ω，当其两端电压由 3 V 增加到 6 V 时，通过它的电流怎样变化？说明理由。 35. 比较定值电阻和小灯泡在电流与电压关系上的主要区别，并分析原因。 四、计算题（本大题共2小题） 36. 图（a）所示无源二端网络电路中的u、i随时间t按正弦规律变化，如图（b）所示，已知电压有效值＝70.7V，电流最大值10A，试分析确定图（a）示方框内电路等效元件的性质及参数大小。 37. 将电感 L = 25mH 的线圈接到频率可调的 的电源上，求当 和 时的感抗、电流 。 五、作图题（本大题共1小题） 38. 在平面直角坐标系中，以横轴表示电压 U，单位为 V；纵轴表示电流 I，单位为 A。请作出阻值为 5 Ω 的定值电阻在 U 为 0 V、1 V、2 V、3 V、4 V 时的 关系图像。 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 $