第12卷 RLC串联电路 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） RLC串联电路 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. 在电感与电容串联的正弦交流电路中，当时，电路呈现为（ ） A. 电阻性 B. 电感性 C. 电容性 D. 不可确定 2. 在RLC串联电路中，下列说法错误的是（ ） A. X称为电抗，是感抗和容抗共同作用的结果 B. 阻抗角的大小决定于电路参数R、L、C和f C. 为电源的频率 D. 电抗的值决定电路的性质 3. 正弦交流电路如图所示，其中，，电感上的感抗为，要使滞后，则电容上的容抗应为（ ） A. B. C. D. 4. 已知串联电路的端电压，电阻和电感两端电压分别为、，则电容两端电压（ ） A. B. C. D. 5. 在RLC串联电路中，当时，电流的相位与总电压的相位关系是（ ） A. 电流滞后于总电压 B. 电流超前于总电压 C. 电流与总电压的相位不确定 D. 电流与总电压相位关系取决于的大小 6. 在RLC串联电路中下列公式正确的是（ ） A. B. C. D. 7. 正弦交流电路如图所示，已知电源电压为220V，频率-50Hz时，电路发生谐振。现将电源的频率增加，电压有效值不变，这时灯泡的亮度（ ） A. 比原来亮 B. 和原来一样亮 C. 比原来暗 D. 电路将短路 8. 交流电路中的阻抗通常用哪种形式表示？（ ） A. 微分形式 B. 线性形式 C. 复数形式 D. 罗马形式 9. 交流电路中的阻抗由以下哪个元素的影响组成？（ ） A. 电阻 B. 电感 C. 电容 D. 所有选项都是 10. 如图所示正弦交流电路中，开关S接通和断开时电流表、电压表的读数均不变，可判定（ ） A. B. C. D. 11. 要使RLC串联电路的总阻抗最小，应该满足：（ ） A. 感抗等于容抗 B. 电阻等于感抗 C. 电阻等于容抗 D. 电源频率为零 12. 在电阻、电感、电容串联电路中，电感的感抗为40Ω，容抗为20Ω，电阻为10Ω，总阻抗为：（ ） A. B. 50Ω C. 30Ω D. 13. 在一个电路中，如果交流电源的频率减小，电路中的总电压会：（ ） A. 变大 B. 不变 C. 变小 D. 无法确定 14. 电路如图所示，电感线圈的电阻忽略不计，外加电压为U的直流电源，当电路处于稳定状态时，下列关系式中正确的是（ ） A. U，U B. 0，0 C. 0，U D. U，0 15. 在电阻、电感、电容的串联电路中，总阻抗等于（ ） A. 电阻与电感的阻抗之和 B. 电阻、电感、电容的阻抗之和 C. 电容与电感的阻抗之和 D. 电阻、电感、电容的复合阻抗之和 16. 在一个RLC串联电路中，当电阻、电感和电容的阻抗大小相等时，电路称为什么状态（ ） A. 共振状态 B. 平衡状态 C. 饱和状态 D. 衰减状态 17. 下图中电压表的读数：V1读数为6V，V2读数为2V，则V读数为_____V。（ ） A. 8 B. 2 C. 4 D. 无法确定 18. 在RLC串联电路中，电阻为，电感为，电容为，外加电压有效值为，则发生谐振时的电流为（ ） A. B. C. D. 19. 在电路中，若电流和电压的相位差为，则该电路中可能存在的元件是（ ） A. 电容 B. 电感 C. 电阻 D. A和B 20. 在RLC 串联谐振电路中，已知R=3Ω，电路端电压为12V，则电路中的电流为（ ） A. 0A B. 4A C. 3A D. 无法确定 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 在RLC串联电路中，若XL>XC，则功率因数小于1（ ） 22. 图为电压三角形（ ） 23. 在RLC串联正弦交流电路中，当L>C时，电路呈电阻性。（ ） 24. 在正弦交流电路中，电路的阻抗是对电流的阻碍。（ ） 25. 下图为感性电路矢量图。（ ） 26. 阻抗大小就等于电阻、感抗、容抗三者相加。（ ） 27. 某电路两端的端电压为，电路中的总电流为，则该电路为电感性电路。（ ） 28. 下图为电压三角形。（ ） 29. 在RLC串联电路中，若Xc，则该电路为电感性电路。（ ） 30. 串联电路中，电压最大的元件是阻抗最大的元件。（ ） 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 简述RLC串联电路发生谐振的条件及主要特征。 32. 如图所示，已知：电流表的读数为4A，，，。试求：电压表和的读数。 33. 简述RLC串联电路中电压三角形与阻抗三角形的对应关系，并说明其物理意义。 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 重庆某电气设备维修班在调试一台单相交流实训装置时，将其等效为RLC串联电路。已知电源电压有效值，频率，电阻，电感，电容，取。（1）计算该电路的感抗、容抗、总阻抗、电路电流和功率因数。（2）根据计算结果判断该电路呈感性还是容性；若装置要求电流不超过且功率因数不低于0.90，判断该调试状态是否满足要求。（3）若保持电源频率和电感不变，将电路调至串联谐振状态，应把电容调整为多少？并说明谐振后电路电流和功率因数的变化。 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） RLC串联电路 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. 在电感与电容串联的正弦交流电路中，当时，电路呈现为（ ） A. 电阻性 B. 电感性 C. 电容性 D. 不可确定 【答案】B 【解析】在串联交流电路中，总电抗为X=XL-XC。由于XL>XC，所以X>0，电路表现为感性，电流滞后于总电压，因此应选B。 2. 在RLC串联电路中，下列说法错误的是（ ） A. X称为电抗，是感抗和容抗共同作用的结果 B. 阻抗角的大小决定于电路参数R、L、C和f C. 为电源的频率 D. 电抗的值决定电路的性质 【答案】C 【解析】A、B、C均正确。X是感抗与容抗综合后的电抗，阻抗角φ与R、L、C及频率f有关，电抗X的正负与大小决定电路呈感性、容性还是电阻性。D错误，因为f0表示谐振频率，不是电源频率，所以本题应选D。 3. 正弦交流电路如图所示，其中，，电感上的感抗为，要使滞后，则电容上的容抗应为（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】利用相量分析法。 因为，， 所以， 又因为滞后， 所以。 故。 4. 已知串联电路的端电压，电阻和电感两端电压分别为、，则电容两端电压（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】串联电路中，电路的端电压与各分电压构成电压三角形，端电压为直角三角形的斜边，直角边由两个分量组成，一个分量是电阻两端的电压，另一个分量是电感与电容两端电压之差，则根据勾股定理可得，代入数据解得或（舍去），故B正确。 5. 在RLC串联电路中，当时，电流的相位与总电压的相位关系是（ ） A. 电流滞后于总电压 B. 电流超前于总电压 C. 电流与总电压的相位不确定 D. 电流与总电压相位关系取决于的大小 【答案】A 【解析】当XL>XC时，总电抗X=XL-XC>0，电路呈感性。感性串联电路中，电流相位滞后于总电压相位，因此应选A。 6. 在RLC串联电路中下列公式正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】对RLC串联电路，瞬时值满足基尔霍夫电压定律：u=uR+uL+uC，因此A正确。B是把有效值作代数相加，错误；C若作为相量形式应写成矢量式且记号不规范；D中电压与电流、电抗的关系也写错了。 7. 正弦交流电路如图所示，已知电源电压为220V，频率-50Hz时，电路发生谐振。现将电源的频率增加，电压有效值不变，这时灯泡的亮度（ ） A. 比原来亮 B. 和原来一样亮 C. 比原来暗 D. 电路将短路 【答案】C 8. 交流电路中的阻抗通常用哪种形式表示？（ ） A. 微分形式 B. 线性形式 C. 复数形式 D. 罗马形式 【答案】C 【解析】阻抗通常以复数形式表示。 9. 交流电路中的阻抗由以下哪个元素的影响组成？（ ） A. 电阻 B. 电感 C. 电容 D. 所有选项都是 【答案】D 【解析】交流电路中的阻抗受到电阻、电感和电容的影响。 10. 如图所示正弦交流电路中，开关S接通和断开时电流表、电压表的读数均不变，可判定（ ） A. B. C. D. 【答案】C 11. 要使RLC串联电路的总阻抗最小，应该满足：（ ） A. 感抗等于容抗 B. 电阻等于感抗 C. 电阻等于容抗 D. 电源频率为零 【答案】A 【解析】当感抗等于容抗时，产生谐振，总阻抗最小。 12. 在电阻、电感、电容串联电路中，电感的感抗为40Ω，容抗为20Ω，电阻为10Ω，总阻抗为：（ ） A. B. 50Ω C. 30Ω D. 【答案】D 【解析】感抗和容抗的合成阻抗为 |XL - Xc| = 40Ω - 20Ω = 20Ω，最终总阻抗 Z = 。 13. 在一个电路中，如果交流电源的频率减小，电路中的总电压会：（ ） A. 变大 B. 不变 C. 变小 D. 无法确定 【答案】C 【解析】根据欧姆定律，电感阻抗增大会导致总电流减小，从而总电压也减小。 14. 电路如图所示，电感线圈的电阻忽略不计，外加电压为U的直流电源，当电路处于稳定状态时，下列关系式中正确的是（ ） A. U，U B. 0，0 C. 0，U D. U，0 【答案】D 15. 在电阻、电感、电容的串联电路中，总阻抗等于（ ） A. 电阻与电感的阻抗之和 B. 电阻、电感、电容的阻抗之和 C. 电容与电感的阻抗之和 D. 电阻、电感、电容的复合阻抗之和 【答案】D 【解析】在串联电路中，总阻抗等于电阻、电感和电容的复合阻抗之和。 16. 在一个RLC串联电路中，当电阻、电感和电容的阻抗大小相等时，电路称为什么状态（ ） A. 共振状态 B. 平衡状态 C. 饱和状态 D. 衰减状态 【答案】A 【解析】在共振状态下，电路的阻抗大小相等。 17. 下图中电压表的读数：V1读数为6V，V2读数为2V，则V读数为_____V。（ ） A. 8 B. 2 C. 4 D. 无法确定 【答案】C 【解析】LC串联电路的总电压U=|，代入数据可得U=4V，故选B 18. 在RLC串联电路中，电阻为，电感为，电容为，外加电压有效值为，则发生谐振时的电流为（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】串联RLC电路在谐振时，XL=XC，总电抗为零，阻抗Z最小且等于R。已知R=100Ω，电源电压有效值U=20V，所以谐振电流I=U/R=20/100=0.2A，因此应选B。 19. 在电路中，若电流和电压的相位差为，则该电路中可能存在的元件是（ ） A. 电容 B. 电感 C. 电阻 D. A和B 【答案】D 【解析】电流和电压相位差为时，电路可能包含电容和/或电感元件。 20. 在RLC 串联谐振电路中，已知R=3Ω，电路端电压为12V，则电路中的电流为（ ） A. 0A B. 4A C. 3A D. 无法确定 【答案】B 【解析】电路中电流（串联谐振电路中Z=R）。故选B。 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 在RLC串联电路中，若XL>XC，则功率因数小于1（ ） 【答案】正确 【解析】在RLC串联电路中，若XL>XC，则功率因数小于1，，故表述正确。 22. 图为电压三角形（ ） 【答案】错误 【解析】图为阻抗三角形 23. 在RLC串联正弦交流电路中，当L>C时，电路呈电阻性。（ ） 【答案】错误 【解析】题干中的“L>C”若按常见命题意图理解为XL>XC，则电路呈感性而不是电阻性；若总电抗不为零，电路就不可能呈纯电阻性。因此该判断为错误。 24. 在正弦交流电路中，电路的阻抗是对电流的阻碍。（ ） 【答案】正确 【解析】阻抗是对交流电的整体阻碍。 25. 下图为感性电路矢量图。（ ） 【答案】错误 【解析】图为谐振电路矢量图。 26. 阻抗大小就等于电阻、感抗、容抗三者相加。（ ） 【答案】错误 【解析】在串联电路中，阻抗，而不是电阻、感抗、容抗三者简单相加。故错误。 27. 某电路两端的端电压为，电路中的总电流为，则该电路为电感性电路。（ ） 【答案】正确 【解析】电压表达式的相位为，电流表达式的相位为，说明电压超前电流，即电流滞后于电压。电流滞后电压是感性电路的特征，因此该电路为电感性电路。 28. 下图为电压三角形。（ ） 【答案】错误 【解析】图为阻抗三角形 29. 在RLC串联电路中，若Xc，则该电路为电感性电路。（ ） 【答案】正确 【解析】在RLC串联电路中，当Xc时，电路的电抗X=0，此时电路的电压与电流的相位关系为电压超前电流。根据电感性电路的定义，在电感性电路中电压超前电流，所以当Xc时，该电路为电感性电路。故表述正确。 30. 串联电路中，电压最大的元件是阻抗最大的元件。（ ） 【答案】正确 【解析】在串联电路中，电压最大的元件是阻抗最大的元件。 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 简述RLC串联电路发生谐振的条件及主要特征。 【答案】（1）谐振条件是感抗与容抗相等，即 。 （2）此时总电抗为零，电路呈纯电阻性，阻抗最小且等于电阻R。 （3）电路电流最大，电压与电流同相，功率因数为1。 【解析】串联谐振时，电感和电容的电抗互相抵消，所以电路只表现为电阻性，电流达到最大，功率因数也达到1。 32. 如图所示，已知：电流表的读数为4A，，，。试求：电压表和的读数。 【答案】，。 33. 简述RLC串联电路中电压三角形与阻抗三角形的对应关系，并说明其物理意义。 【答案】（1）电压三角形中，、、分别对应阻抗三角形中的R、、Z。 （2）两三角形形状相似，且对应角相同。 （3）它们反映了电压分配关系和电流与电压的相位关系。 【解析】在串联电路中，电流相同，电压降与阻抗成正比，所以两个三角形相似，可用于分析电路性质和相位角。 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 重庆某电气设备维修班在调试一台单相交流实训装置时，将其等效为RLC串联电路。已知电源电压有效值，频率，电阻，电感，电容，取。（1）计算该电路的感抗、容抗、总阻抗、电路电流和功率因数。（2）根据计算结果判断该电路呈感性还是容性；若装置要求电流不超过且功率因数不低于0.90，判断该调试状态是否满足要求。（3）若保持电源频率和电感不变，将电路调至串联谐振状态，应把电容调整为多少？并说明谐振后电路电流和功率因数的变化。 【答案】（1）。。。。。。（2）因为，所以电路呈感性。电流，功率因数，因此该调试状态满足要求。（3）串联谐振条件为，谐振时。。应把电容调整为约。谐振后总阻抗等于电阻，，功率因数为1。 【解析】（1）RLC串联电路应先由电源频率、电感和电容分别求出感抗与容抗，再求总电抗、总阻抗和电流，功率因数由电阻与总阻抗之比确定。（2）串联电路性质由与的大小关系决定，较大时电路呈感性；工程判断还要把计算得到的电流和功率因数分别与装置要求比较。（3）串联谐振时感抗与容抗相等，总阻抗最小且等于电阻，电流达到该电压下的最大值，电路表现为纯电阻性，功率因数等于1。 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 $