第10卷 频率、角频率和周期与相位、初相和相位差 重庆市（高职分类考试）《电工电子技术与技能》（机工版） 单元过关卷

重庆市（高职分类考试）电气技术类 《电工电子技术与技能》（机工版） 频率、角频率和周期与相位、初相和相位差 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. 一个正弦交流电的相位差为π/3弧度，它的频率为60赫兹，求其周期是：（ ） A. 0.008秒 B. 0.01秒 C. 0.02秒 D. 0.03秒 2. 若正弦交流电压u = Umsin（ω t+φ）的周期T = 0.02s，则ω为（ ） A. 100π rad/s B. 50π rad/s C. 200π rad/s D. 314rad/s 3. 已知正弦交流电压 u=220√2sin （314t） V 和电流 i=5√2sin （314t） A，则电压与电流的相位差为（ ）​ A. ​ B. ​ C. ​ D. ​ 4. 周期为0.5s的正弦交流电是（ ） A. 10sin2πt B. 5cos4πt C. 16sinπt D. -10sin2πt 5. 已知正弦交流电u = 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 6. 正弦量用相量形式表示时，在______不同时不能进行计算（ ） A. 幅值 B. 频率 C. 初相位 D. 有效值 7. 两同频率正弦交流电流的波形如图所示，它们的相位关系是（ ） A. 超前 B. 滞后 C. 超前 D. 滞后 8. 某正弦交流电在0.1秒内变化5周，则它的周期为（ ） A. 0.02秒 B. 0.1秒 C. 0.5秒 D. 50秒 9. 交流电每秒钟内变化的角度叫（ ） A. 频率 B. 周期 C. 角频率 D. 相位 10. 如图所示，已知、是两个同频率正弦交流电流，则他们的相位关系是（ ） A. 超前 B. 滞后 C. 超前 D. 滞后 11. 某正弦交流电的角频率为 314rad/s，则其周期为（ ）​ A. 0.01s​ B. 0.02s​ C. 0.1s​ D. 0.2s​ 12. 已知正弦交流电流i=10sin(314t)，则其频率为（ ） A. 50HZ B. 220HZ C. 314HZ D. 100HZ 13. 同频率正弦交流电，的最大值都是4A，且的最大值也是4A，则 与之间的相位差是（ ） A. B. C. D. 14. 如图所示，下列结论正确的是（ ） A. i超前uπ6 B. i滞后uπ/6 C. i超前uπ/3 D. i滞后uπ/_{3} 15. 相位差对正弦交流电波形的影响主要体现在哪里（ ） A. 波形的高度 B. 波形的速度 C. 波形的周期 D. 波形的偏移 16. 两个同频率正弦交流电的相位差等于它们_____之差。（ ） A. 最大值 B. 初相位 C. 有效值 D. 瞬时值 17. 正弦交流电的相位差是指（ ） A. 两个同频率正弦量的初相位之差 B. 两个不同频率正弦量的初相位之差 C. 两个正弦量的最大值之差 D. 两个正弦量的频率之差 18. 正弦电压和的相量关系是（ ） A. 超前 B. 滞后 C. 同相 D. 反相 19. 已知两正法量、，则两正弦量相同的要素是（ ） A. 相位 B. 有效值 C. 频率 D. 初相位 20. 在正弦交流电路中，某元件两端电压，通过的电流，该元件为（ ） A. 电阻 B. 电感 C. 电容 D. 无法确定 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 正弦交流电的周期与角频率的关系是互为倒数的。（ ） 22. 在正弦交流电中，频率是描述波形的周期性的物理量。（ ） 23. 周期是指正弦波形从一个极值点到下一个极值点所经历的时间。（ ） 24. 一个完整的交流电波形的周期包括 的相位。（ ） 25. 交流电的频率表示单位时间内周期的数量。 （ ） 26. 相位差为时，电流与电压呈同相位关系。（ ） 27. 在实际应用中，用绝对值小于的角来表示相位差。（ ） 28. 两个正弦交流电的相位差为时，它们的变化趋势完全相反。（ ） 29. 双综示波器能够对同频率的两个正弦交流电的相位关系进行比较。（ ） 30. 正弦量的初相与起始时间的选择有关，而相位差则与起始时间的选择无关。（ ） 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 什么是正弦交流电的频率？什么是正弦交流电的周期？二者有什么关系？ 32. 两组输入电压波形如图所示，试分别说明电压 ul、u2的相位关系。 33. 已知V，V，试指出各正弦量的振幅值、有效值、初相、角频率、频率、周期及两者之间的相位差。 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 如图示，标出时刻的、和。指出经过时间转过角度及时刻电动势的瞬时值、最大值和相位。 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 $ 重庆市（高职分类考试）电气技术类 《电工电子技术与技能》（机工版） 频率、角频率和周期与相位、初相和相位差 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. 一个正弦交流电的相位差为π/3弧度，它的频率为60赫兹，求其周期是：（ ） A. 0.008秒 B. 0.01秒 C. 0.02秒 D. 0.03秒 【答案】A 【解析】周期等于频率的倒数，所以周期为1/60 ≈ 0.017秒，选项A最接近。 2. 若正弦交流电压u = Umsin（ω t+φ）的周期T = 0.02s，则ω为（ ） A. 100π rad/s B. 50π rad/s C. 200π rad/s D. 314rad/s 【答案】A 【解析】由ω=2π/T，T = 0.02s，可得ω=2π/0.02=100π rad/s。 3. 已知正弦交流电压 u=220√2sin （314t） V 和电流 i=5√2sin （314t） A，则电压与电流的相位差为（ ）​ A. ​ B. ​ C. ​ D. ​ 【答案】C 【解析】电压的初相位为，电流的初相位为，两者相位差为。因此电压与电流的相位差为，选C。 4. 周期为0.5s的正弦交流电是（ ） A. 10sin2πt B. 5cos4πt C. 16sinπt D. -10sin2πt 【答案】B 【解析】正弦量的一般形式为或，周期。题中要求，则。选项B中的角频率为，周期为，故选B。 5. 已知正弦交流电u = 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 【解析】ω= 2π f，ω增大则频率增大，周期T=1/f减小，初相位和最大值与ω无关，所以初相位不变。 6. 正弦量用相量形式表示时，在______不同时不能进行计算（ ） A. 幅值 B. 频率 C. 初相位 D. 有效值 【答案】B 【解析】相量法只适用于同频率的正弦量之间的运算。若频率不同，各正弦量的相位随时间变化的快慢不同，不能用固定相量直接相加、相减或进行相量计算。因此频率不同时不能进行计算，选B。 7. 两同频率正弦交流电流的波形如图所示，它们的相位关系是（ ） A. 超前 B. 滞后 C. 超前 D. 滞后 【答案】D 【解析】判断同频率正弦量的相位关系时，可比较两个波形到达同一特征点（如零点、正峰值）的先后及时间差。由图可见，对应特征点比晚出现，且相差为一个周期的，即相位差为，所以滞后，选D。 8. 某正弦交流电在0.1秒内变化5周，则它的周期为（ ） A. 0.02秒 B. 0.1秒 C. 0.5秒 D. 50秒 【答案】A 【解析】周期是完成一次周期性变化所需的时间。该正弦交流电在内变化5周，所以周期，故选A。 9. 交流电每秒钟内变化的角度叫（ ） A. 频率 B. 周期 C. 角频率 D. 相位 【答案】C 【解析】交流电每秒钟内变化的电角度称为角频率，用表示，单位通常为。频率表示每秒完成周期性变化的次数，周期表示完成一次变化所需时间，相位表示正弦量变化进程。因此选C。 10. 如图所示，已知、是两个同频率正弦交流电流，则他们的相位关系是（ ） A. 超前 B. 滞后 C. 超前 D. 滞后 【答案】A 【解析】同频率正弦量的相位关系可由波形在时间轴上的先后位置判断：先到达同一状态的正弦量相位超前。由图可见，比先到达相同特征点，且对应相位差为，因此超前，选A。 11. 某正弦交流电的角频率为 314rad/s，则其周期为（ ）​ A. 0.01s​ B. 0.02s​ C. 0.1s​ D. 0.2s​ 【答案】B 【解析】角频率与周期的关系为，所以。当时，，故选B。 12. 已知正弦交流电流i=10sin(314t)，则其频率为（ ） A. 50HZ B. 220HZ C. 314HZ D. 100HZ 【答案】A 【解析】正弦交流电流中，角频率。频率与角频率关系为，所以，故选A。 13. 同频率正弦交流电，的最大值都是4A，且的最大值也是4A，则 与之间的相位差是（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】同频率正弦交流电i1，i2的最大值都是4A，设i1，i2的表达式）分别为4sin（wt +），5sin（wt +），故有4sin（wt +）+4sin（wt +）=5sin（wt+φ），可得两者相位查为。故选D。 14. 如图所示，下列结论正确的是（ ） A. i超前uπ6 B. i滞后uπ/6 C. i超前uπ/3 D. i滞后uπ/_{3} 【答案】C 【解析】判断电压、电流的相位关系时，比较两波形到达相同特征点的先后。由图可见，电流比电压先到达相同状态，说明超前；两者相差为，因此正确结论为超前，选C。 15. 相位差对正弦交流电波形的影响主要体现在哪里（ ） A. 波形的高度 B. 波形的速度 C. 波形的周期 D. 波形的偏移 【答案】D 【解析】相位差会导致波形的起始位置发生偏移。 16. 两个同频率正弦交流电的相位差等于它们_____之差。（ ） A. 最大值 B. 初相位 C. 有效值 D. 瞬时值 【答案】B 【解析】相位差是指两个同频率正弦量初相位之差。 17. 正弦交流电的相位差是指（ ） A. 两个同频率正弦量的初相位之差 B. 两个不同频率正弦量的初相位之差 C. 两个正弦量的最大值之差 D. 两个正弦量的频率之差 【答案】A 【解析】相位差是指两个同频率正弦量相位之间的差值。对于同频率正弦量，任意时刻的相位差等于它们初相位之差；不同频率正弦量的相位差会随时间变化，通常不能用固定相位差表示。因此选A。 18. 正弦电压和的相量关系是（ ） A. 超前 B. 滞后 C. 同相 D. 反相 【答案】D 【解析】表示从a点到b点的电压，表示从b点到a点的电压，二者参考方向相反，因此。相量相差，所以二者反相，选D。 19. 已知两正法量、，则两正弦量相同的要素是（ ） A. 相位 B. 有效值 C. 频率 D. 初相位 【答案】D 【解析】 所以u1、u2的初相位相同。 20. 在正弦交流电路中，某元件两端电压，通过的电流，该元件为（ ） A. 电阻 B. 电感 C. 电容 D. 无法确定 【答案】B 【解析】电压初相位为，电流初相位为，相位差为，即电压超前电流。纯电感元件中电压超前电流；纯电容元件中电流超前电压；纯电阻中电压、电流同相。因此该元件为电感，选B。 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 正弦交流电的周期与角频率的关系是互为倒数的。（ ） 【答案】错误 【解析】正弦交流电的角频率与周期的关系为，或。周期与频率才是互为倒数，即。因此“周期与角频率互为倒数”的说法错误。 22. 在正弦交流电中，频率是描述波形的周期性的物理量。（ ） 【答案】正确 【解析】频率描述了波形的周期性，单位是赫兹（Hz）。 23. 周期是指正弦波形从一个极值点到下一个极值点所经历的时间。（ ） 【答案】正确 【解析】周期是指正弦波形从一个极值点到下一个极值点所经历的时间。 24. 一个完整的交流电波形的周期包括 的相位。（ ） 【答案】错误 【解析】一个完整的交流电波形的周期包括 的相位。 25. 交流电的频率表示单位时间内周期的数量。 （ ） 【答案】正确 【解析】频率是指单位时间内周期的数量，通常以赫兹（Hz）为单位。 26. 相位差为时，电流与电压呈同相位关系。（ ） 【答案】错误 【解析】相位差为时，电流与电压呈反相位关系。 27. 在实际应用中，用绝对值小于的角来表示相位差。（ ） 【答案】正确 【解析】相位差通常可相差的整数倍而表示同一相位关系。为便于比较和判断超前、滞后，在实际应用中常把相位差化为主值范围，通常用绝对值小于的角表示。因此该说法正确。 28. 两个正弦交流电的相位差为时，它们的变化趋势完全相反。（ ） 【答案】正确 【解析】相位差为，意味着一个交流电达到最大值时，另一个达到最小值，变化趋势完全相反。故表述正确。 29. 双综示波器能够对同频率的两个正弦交流电的相位关系进行比较。（ ） 【答案】正确 【解析】双踪示波器可以同时显示两个电信号的波形。对于同频率的两个正弦交流电，可通过比较两波形在时间轴上的相对位置、过零点或峰值出现的先后，判断它们的相位差及超前、滞后关系。因此该说法正确。 30. 正弦量的初相与起始时间的选择有关，而相位差则与起始时间的选择无关。（ ） 【答案】正确 【解析】正弦量的初相与起始时间的选择有关，而相位差与起始时间的选择无关。故正确。 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 什么是正弦交流电的频率？什么是正弦交流电的周期？二者有什么关系？ 【答案】正弦交流电的频率表示正弦交流电在内完成周期性变化的次数；正弦交流电的周期表示正弦交流电完成一次周期性变化所用的时间；频率与周期之间是互为倒数的关系。 【解析】频率表示正弦交流电在内完成周期性变化的次数，单位为赫兹（Hz）；周期表示正弦交流电完成一次完整周期性变化所需的时间，单位为秒（s）。二者关系为，即，所以频率和周期互为倒数。 32. 两组输入电压波形如图所示，试分别说明电压 ul、u2的相位关系。 【答案】（a）电压 ul 超前 u;（b）电压 ul与 u2同相 【解析】判断两个同频率正弦电压的相位关系时，可比较它们到达同一特征点（如正向过零点或最大值）的先后。（a）图中先于达到相同状态，且相差四分之一个周期，所以超前；（b）图中与同时达到相同状态，相位差为0，所以二者同相。 33. 已知V，V，试指出各正弦量的振幅值、有效值、初相、角频率、频率、周期及两者之间的相位差。 【答案】的振幅值是311V，有效值是220V，初相是0，角频率等于314rad/s，频率是50Hz，周期等于0.02s； 的振幅值是311V，有效值是 220V，初相是，角频率等于314rad/s，频率是50Hz，周期等于 0.02s。超前。 【解析】正弦量一般式为，其中为振幅值，为有效值，为角频率，，。两式中振幅值均为，有效值均为，角频率均为，频率约为，周期约为。初相为，初相为，故超前。 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 如图示，标出时刻的、和。指出经过时间转过角度及时刻电动势的瞬时值、最大值和相位。 【答案】时，最大值相量为，瞬时值为，初相为。经过时间后转过的角度为；时刻电动势的瞬时值为，最大值为，相位为。 【解析】正弦交流电动势可表示为。其中为最大值，为时的初相，为经过时间后相量转过的角度，为时刻的相位。因此时瞬时值为；经过时间转过角度；时刻瞬时值为，最大值仍为，相位为。 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 $