第10卷 容抗的概念与电阻、电感和电容在直流电路和交流电路 浙江省（单独招生考试）《电工技术基础与技能》（高教版·第四版） 单元过关卷

浙江省（单独招生考试）电子电工类 《电工技术基础与技能》（高教版·第四版） 容抗的概念与电阻、电感和电容在直流电路和交流电路 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. 在正弦交流电路中，电容的阻抗与电容值的关系是（ ） A. 成反比 B. 成正比 C. 无关 D. 正弦相关 2. 一个电容C = 20μF与一个电阻R = 5Ω并联，接在角频率ω = 50π rad/s的正弦交流电源上，电路的总阻抗Z（ ） A. 大于5Ω B. 小于5Ω C. 等于5Ω D. 无法确定 3. 如图所示为正弦交流电路，电源电压、频率不变，增大电容量时，电灯（ ） A. 变暗 B. 变亮 C. 亮度不变 D. 都不对 4. 在正弦交流电路中，电容的阻抗与频率的关系是（ ） A. 成正比 B. 成反比 C. 无关 D. 正弦相关 5. 某电容接入 220V、50Hz 的电源时，容抗为 440Ω。若将其接入 110V、100Hz 的电源，容抗为（ ） A. 220Ω B. 110Ω C. 440Ω D. 880Ω 6. 当电容元件的阻抗减小时，电路中的什么（ ） A. 电流增加 B. 电流减小 C. 电压增加 D. 电压减小 7. 如图所示，纯电容电路中，当电容值变为原来的 2 倍，其他条件不变时，电流将变为原来的（ ）​ A. 2 倍​ B. 1/2 倍​ C. 4 倍​ D. 1/4 倍​ 8. 电容元件的阻抗与频率的关系是（ ） A. 成正比 B. 与频率无关 C. 成反比 D. 不确定 9. 电容对交流电的阻碍作用表现为：（ ） A. 电感性阻抗 B. 电阻性阻抗 C. 电容性阻抗 D. 电流阻抗 10. 在如图所示的电路中，当外接220V的正弦交流电源时，灯A、B、C的亮度相同，当改接为220V的直流电源后，下列说法中正确的是（ ） A. A 灯比原来亮 B. B灯比原来亮 C. C灯比原来亮 D. A、B灯和原来一样亮 11. 在正弦交流电路中，以下哪个因素不会影响电容的阻抗？（ ） A. 电容值 B. 电压频率 C. 电流大小 D. 电容器材质 12. 纯电容电路中，容抗 XC 与频率 f 的关系是（ ） A. 成正比 B. 无关 C. 成反比 D. 平方关系 13. 下列元件在直流电路中相当于短路的是（ ） A. 电阻 B. 电感 C. 电容 D. 二极管（正向导通时） 14. 如图所示，电阻和电感线圈的值都很大，电感线圈的电阻不计，A、B是两只完全相同的灯泡，当开关S闭合时，下列说法正确的是（ ） A. A灯较B灯先亮，然后A灯熄灭 B. A灯、B灯一起亮，然后B灯熄灭 C. B灯较A灯先亮，然后B灯熄灭 D. A灯、B灯一起亮，然后A灯熄灭 15. 在正弦交流电路中，某元件的阻抗与频率成正比，则该元件是（ ） A. 电阻 B. 电容 C. 电感 D. 无法确定 16. 以下哪个说法是正确的关于电路中电容和电感的作用？（ ） A. 电容器降低电流 B. 电感器储能量 C. 电容器和电感器均储能量 D. 电感器降低电压 17. 如图所示，多匝线圈的电阻和电源的内电阻可忽略，两个电阻器的阻值都是R。开关S原来断开，电路中电流。现闭合S将一电阻器短路，于是线圈中有自感电动势产生，这一自感电动势（ ） A. 有阻碍电流的作用，最后电流由减小为零 B. 有阻碍电流的作用，最后电流总小于 C. 有阻碍电流增大的作用，因而电流保持不变 D. 有阻碍电流增大的作用，但电流最后还是要增大到2 18. 下列元件中，在直流电路中主要起储能作用的是（ ） A. 电阻 B. 二极管 C. 电感 D. 电容 19. 电感元件在交流电路中的作用是（ ） A. 降低电压 B. 控制电流 C. 储存电能 D. 改变电阻 20. 电感线圈在直流电路中相当于（ ）​ A. 短路​ B. 开路​ C. 电阻​ D. 电容​ 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 充电电流和放电电流就越大,容抗越大。（ ） 22. 电容对交流电的阻抗随频率增加而增加。 （ ） 23. 纯电容电路中，电流与电压的大小关系由电容的阻抗决定。 （ ） 24. 交流电的频率越高,容抗越小。（ ） 25. 下图为容性电路矢量图。（ ） 26. 电阻、电感和电容在交流电路中的作用可以通过它们的阻抗来描述。（ ） 27. 电容器常称为“低通”元件，即高频电流容易通过。（ ） 28. 一个实际的电感线圈，在任何情况下呈现的电特性都是感性。（ ） 29. 在电路中，补偿电容可以减小电感的影响。（ ） 30. 电容在交流电路中消耗有功功率。（ ） 三、综合应用题（本大题共4小题，每题5分，共20分） 31. 若把一个电容量为电容器接到的电源上。试求： （1）电容的容抗； （2）写出电流瞬时值表达式； （3）画出电压和电流相量图； （4）无功功率。 32. 简述电容和电感在交流电路与直流电路中的特性差异。 33. 什么叫感抗？什么叫容抗？它们与哪些因素有关？ 34. 为什么说电感线圈有“通直流、阻交流，通低频、阻高频”特性？为什么说电容器有“通交流、阻直流，通高频、阻低频”特性？ 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 $ 浙江省（单独招生考试）电子电工类 《电工技术基础与技能》（高教版·第四版） 容抗的概念与电阻、电感和电容在直流电路和交流电路 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. 在正弦交流电路中，电容的阻抗与电容值的关系是（ ） A. 成反比 B. 成正比 C. 无关 D. 正弦相关 【答案】A 【解析】电容的阻抗与电容值成反比。 2. 一个电容C = 20μF与一个电阻R = 5Ω并联，接在角频率ω = 50π rad/s的正弦交流电源上，电路的总阻抗Z（ ） A. 大于5Ω B. 小于5Ω C. 等于5Ω D. 无法确定 【答案】A 【解析】先求容抗50π×20×1，并联电路总阻抗Z比电阻R大，所以大于5Ω。 3. 如图所示为正弦交流电路，电源电压、频率不变，增大电容量时，电灯（ ） A. 变暗 B. 变亮 C. 亮度不变 D. 都不对 【答案】B 【解析】在正弦交流电路中，电容的容抗为。电源电压、频率不变时，增大电容量，容抗减小，电路总阻碍作用减小，电流增大，因此电灯变亮。故选B。 4. 在正弦交流电路中，电容的阻抗与频率的关系是（ ） A. 成正比 B. 成反比 C. 无关 D. 正弦相关 【答案】B 【解析】电容的阻抗与频率成反比。 5. 某电容接入 220V、50Hz 的电源时，容抗为 440Ω。若将其接入 110V、100Hz 的电源，容抗为（ ） A. 220Ω B. 110Ω C. 440Ω D. 880Ω 【答案】A 【解析】电容的容抗为，只与频率和电容有关，与电源电压大小无关。电容不变，频率由50Hz变为100Hz，频率变为原来的2倍，因此容抗变为原来的，即。故选B。 6. 当电容元件的阻抗减小时，电路中的什么（ ） A. 电流增加 B. 电流减小 C. 电压增加 D. 电压减小 【答案】A 【解析】当电容元件的阻抗减小时，电路中的电流增加。 7. 如图所示，纯电容电路中，当电容值变为原来的 2 倍，其他条件不变时，电流将变为原来的（ ）​ A. 2 倍​ B. 1/2 倍​ C. 4 倍​ D. 1/4 倍​ 【答案】A 【解析】纯电容电路中，，电流。在电压、频率等其他条件不变时，电流与电容成正比。电容值变为原来的2倍，电流也变为原来的2倍。故选A。 8. 电容元件的阻抗与频率的关系是（ ） A. 成正比 B. 与频率无关 C. 成反比 D. 不确定 【答案】C 【解析】电容元件的阻抗与频率成反比。 9. 电容对交流电的阻碍作用表现为：（ ） A. 电感性阻抗 B. 电阻性阻抗 C. 电容性阻抗 D. 电流阻抗 【答案】C 【解析】电容对交流电的阻碍作用是通过电容性阻抗来体现的。 10. 在如图所示的电路中，当外接220V的正弦交流电源时，灯A、B、C的亮度相同，当改接为220V的直流电源后，下列说法中正确的是（ ） A. A 灯比原来亮 B. B灯比原来亮 C. C灯比原来亮 D. A、B灯和原来一样亮 【答案】B 【解析】电容具有“隔直流、通交流”的特性。当外接220V的正弦交流电源时，电容所在支路有电流通过，灯A发光；当改接为220V的直流电源后，电容相当于断路，没有电流通过灯A，所以灯A不亮，即A灯比原来暗，故选项A、D错误。 电阻R对交流和直流的阻碍作用是一样的，其阻值不变。当外接220V的正弦交流电源和改接为220V的直流电源时，根据欧姆定律，通过灯C的电流不变，灯C亮度不变，故选项C错误。 电感具有“通直流、阻交流”的特性。当外接220V的正弦交流电源时，电感对交流有阻碍作用，灯B发光；当改接为220V的直流电源后，电感对直流相当于导线，其阻碍作用消失，根据欧姆定律I =U/R，此时通过灯B的电流增大，灯B比原来亮，故选项B正确。 11. 在正弦交流电路中，以下哪个因素不会影响电容的阻抗？（ ） A. 电容值 B. 电压频率 C. 电流大小 D. 电容器材质 【答案】C 【解析】电容的阻抗与电容值和电压频率成反比，与电流大小无关。 12. 纯电容电路中，容抗 XC 与频率 f 的关系是（ ） A. 成正比 B. 无关 C. 成反比 D. 平方关系 【答案】C 【解析】纯电容电路中，容抗公式为。当电容一定时，频率越大，容抗越小；频率越小，容抗越大，因此容抗与频率成反比。故选B。 13. 下列元件在直流电路中相当于短路的是（ ） A. 电阻 B. 电感 C. 电容 D. 二极管（正向导通时） 【答案】D 【解析】正向导通的二极管电阻极小，近似短路；电感在直流电路中相当于短路，B也正确？不，电感在直流稳态时相当于短路，但题目中D更直接。 14. 如图所示，电阻和电感线圈的值都很大，电感线圈的电阻不计，A、B是两只完全相同的灯泡，当开关S闭合时，下列说法正确的是（ ） A. A灯较B灯先亮，然后A灯熄灭 B. A灯、B灯一起亮，然后B灯熄灭 C. B灯较A灯先亮，然后B灯熄灭 D. A灯、B灯一起亮，然后A灯熄灭 【答案】B 【解析】当开关S闭合时，灯泡A、B一起亮；随着电流稳定后，电感线圈相当于导线，B灯被短路，B灯熄灭。 所以答案是B。 15. 在正弦交流电路中，某元件的阻抗与频率成正比，则该元件是（ ） A. 电阻 B. 电容 C. 电感 D. 无法确定 【答案】C 【解析】电阻的阻抗与频率无关，电容的阻抗为容抗，表达式为，与频率成反比；电感的阻抗为感抗，表达式为，与频率成正比。故C正确。 16. 以下哪个说法是正确的关于电路中电容和电感的作用？（ ） A. 电容器降低电流 B. 电感器储能量 C. 电容器和电感器均储能量 D. 电感器降低电压 【答案】C 【解析】电容器和电感器在电路中均可以储存能量。 17. 如图所示，多匝线圈的电阻和电源的内电阻可忽略，两个电阻器的阻值都是R。开关S原来断开，电路中电流。现闭合S将一电阻器短路，于是线圈中有自感电动势产生，这一自感电动势（ ） A. 有阻碍电流的作用，最后电流由减小为零 B. 有阻碍电流的作用，最后电流总小于 C. 有阻碍电流增大的作用，因而电流保持不变 D. 有阻碍电流增大的作用，但电流最后还是要增大到2 【答案】D 【解析】本题可根据自感现象的特点以及闭合电路欧姆定律来分析。 开关S断开时，电路总电阻R总=2R，电流I0 = E/2R。 当开关S闭合后，一个电阻被短路，此时电路总电阻R总'=R。 I0'=E/R 当开关S闭合，电路电阻减小，电流要增大，此时线圈产生的自感电动势有阻碍电流增大的作用，但阻碍并不是阻止，电流最终还是会达到稳定状态。 I2I0 综上，自感电动势有阻碍电流增大的作用，但电流最后还是要增大到2I0，答案选D。 18. 下列元件中，在直流电路中主要起储能作用的是（ ） A. 电阻 B. 二极管 C. 电感 D. 电容 【答案】D 【解析】电容在直流电路中可储存电能，选 B。 19. 电感元件在交流电路中的作用是（ ） A. 降低电压 B. 控制电流 C. 储存电能 D. 改变电阻 【答案】C 【解析】电感元件在交流电路中作为储存电能的元件。 20. 电感线圈在直流电路中相当于（ ）​ A. 短路​ B. 开路​ C. 电阻​ D. 电容​ 【答案】A 【解析】理想电感的感抗为。在直流电路中，频率，所以，理想电感对稳定直流电不产生感抗，相当于短路。故选B。 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 充电电流和放电电流就越大,容抗越大。（ ） 【答案】错误 【解析】电容越大,在同样电压下电容器容纳的电荷越多,因此,充电电流和放电电流就越大,容抗就越小。 22. 电容对交流电的阻抗随频率增加而增加。 （ ） 【答案】错误 【解析】电容对交流电的阻抗随频率增加而减小 23. 纯电容电路中，电流与电压的大小关系由电容的阻抗决定。 （ ） 【答案】正确 【解析】在纯电容电路中，电流与电压的大小由电容的阻抗决定。。 24. 交流电的频率越高,容抗越小。（ ） 【答案】正确 【解析】容抗公式为。当电容一定时，交流电频率越高，分母越大，容抗越小。因此“交流电的频率越高，容抗越小”说法正确。 25. 下图为容性电路矢量图。（ ） 【答案】正确 【解析】容性电路的相量关系特点是电流超前电压。在纯电容电路中，电流超前电压相位；在一般容性电路中，电流也表现为超前电压。若图中相量关系体现电流超前电压，则该图为容性电路矢量图，判断为正确。 26. 电阻、电感和电容在交流电路中的作用可以通过它们的阻抗来描述。（ ） 【答案】正确 【解析】在交流电路中，电阻对电流的阻碍作用用电阻表示，电感对交流电的阻碍作用用感抗表示，电容对交流电的阻碍作用用容抗表示。综合这些阻碍作用时，可用阻抗来描述元件或电路对交流电的总阻碍作用。因此该说法正确。 27. 电容器常称为“低通”元件，即高频电流容易通过。（ ） 【答案】错误 【解析】电容器常称为“高通”元件，即高频电流容易通过，故表述错误。 28. 一个实际的电感线圈，在任何情况下呈现的电特性都是感性。（ ） 【答案】错误 【解析】实际电感线圈除具有电感外，还存在导线电阻和分布电容等因素。在直流稳定状态下，电感的感抗，因而为0，此时主要表现为线圈电阻；在高频情况下，分布电容也可能产生明显影响。因此“在任何情况下呈现的电特性都是感性”的说法过于绝对，是错误的。 29. 在电路中，补偿电容可以减小电感的影响。（ ） 【答案】正确 【解析】补偿电容可以用来抵消电感的影响，使电路性能更稳定。 30. 电容在交流电路中消耗有功功率。（ ） 【答案】错误 【解析】电容是储能元件，只进行能量交换（电场能与电能），不消耗有功功率（平均功率为零）。 三、综合应用题（本大题共4小题，每题5分，共20分） 31. 若把一个电容量为电容器接到的电源上。试求： （1）电容的容抗； （2）写出电流瞬时值表达式； （3）画出电压和电流相量图； （4）无功功率。 【答案】（1）电容器的容抗为。 （2），。 （3）电压和电流的相量图如图所示 （4） 【解析】（1）电容器的容抗为： （2）， （4） 32. 简述电容和电感在交流电路与直流电路中的特性差异。 【答案】电容：在直流电路中，稳态时电容充电完成，无电流通过，相当于开路；在交流电路中，电容不断充电、放电，有交变电流通过，表现出容抗（阻碍交流，频率越高容抗越小）。电感：在直流电路中，稳态时无感应电动势，电流恒定，相当于短路；在交流电路中，电感产生感应电动势阻碍电流变化，表现出感抗（阻碍交流，频率越高感抗越大）。 【解析】核心差异源于“电容通交流阻直流、电感通直流阻交流”，需分别对比直流（稳态）和交流下的电流状态及阻抗特性，结合容抗XC=1/(2πfC)、感抗XL=2πfL的频率依赖性辅助理解。 33. 什么叫感抗？什么叫容抗？它们与哪些因素有关？ 【答案】电感线圈对通过的交流电所呈现的阻碍作用叫感抗。感抗与电源的频率及自感系数有关。电容对通过的交流电所呈现的阻碍作用叫容抗。容抗与电源的频率及电容大小有关。 【解析】感抗是电感线圈对交流电流产生的阻碍作用，通常用表示，公式为，所以感抗与交流电频率和电感量成正比。容抗是电容器对交流电流产生的阻碍作用，通常用表示，公式为，所以容抗与交流电频率和电容成反比。 34. 为什么说电感线圈有“通直流、阻交流，通低频、阻高频”特性？为什么说电容器有“通交流、阻直流，通高频、阻低频”特性？ 【答案】（1）电感线圈：电感对电流的阻碍作用用感抗表示，，当电路中通有直流电时，由于直流电的频率为0，则感抗为0，因此电感线圈“通直流，阻交流”；对于交流电来说越大，感抗越大，因此电感线圈“通低频，阻高频”。（2）电容器：电容对电流的阻碍作用用容抗表示，，当电路中通有直流电时，由于直流电的频率为0，则容抗为无穷大，因此电容器“通交流，阻直流”；对于交流电来说，越大，容抗越小，越容易通过；越小，容抗越大，越不容易通过，因此电容器“通高频，阻低频”。 【解析】电感的感抗公式为，频率越高，感抗越大，对电流阻碍越强；直流电频率为0，理想电感的感抗为0，所以电感具有“通直流、阻交流，通低频、阻高频”的特性。电容的容抗公式为，直流电频率为0时容抗趋于无穷大，稳定直流不能通过电容；交流电频率越高，容抗越小，越容易通过，频率越低，容抗越大，越不容易通过，所以电容具有“通交流、阻直流，通高频、阻低频”的特性。 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 $