第14卷 正弦交流电路（一） 湖北省（技能高考）《电工技术基础与技能》（高教版·第3版） 单元过关卷

湖北省（技能高考）电气电子类 《电工技术基础与技能》（高教版·第3版） 正弦交流电路（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. 在纯电感电路中，线圈的外加电压和自感电动势（ ） A. 大小相等、方向相反 B. 大小相等、方向相同 C. 大小不等、方向相反 D. 大小不等、方向相同 2. 大负载的感性电路开关动作产生电弧（电火花）时，会出现的情况是（ ） A. 断开和闭合时电弧一样大 B. 不能确定电弧何时较大 C. 闭合时电弧比断开时大 D. 断开时电弧比闭合时大 3. 如图所示电路中，和u₂的相位关系是（ ） A. 超前 B. 和同相 C. 滞后 D. 和反相 4. 纯电感电路中，若电感L增大，其他条件不变，电流（ ） A. 增大 B. 不变 C. 减小 D. 无法确定 5. 纯电容电路中，电容C = 100μF，电压u = 10sin（100πt）V，则电流最大值为（ ） A. 100π×1A B. 100×1A C. 10π×1A D. 10×1A 6. 在纯电感电路中，电压和电流的相位关系是：（ ） A. 同相 B. 电压领先 C. 电流领先 D. 无法确定 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. 电感对交流电的作用是（ ） A. 通高频，阻低频 B. 通低频，阻高频 C. 通直流，阻交流 D. 通交流，阻直流 9. 有一电容器和一铁心线圈各串联一相同规格的小灯珠，并联在直流电源上，当电源接通的瞬间（ ） A. 铁心线圈支路的小灯珠先亮 B. 电容器支路的小灯珠不会亮 C. 两灯同时亮 D. 电容器支路的小灯珠先亮 10. 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. B灯较A灯先亮，然后B灯熄灭 C. A灯、B灯一起亮，然后B灯熄灭 D. A灯、B灯一起亮，然后A灯熄灭 11. 某负载的端电压，电流，可判定它的性质是（ ） A. 感性负载 B. 不能确定 C. 阻性负载 D. 容性负载 12. 纯电容电路中，电压与电流的相位关系是（ ） A. 电压超前电流 90° B. 电流超前电压 90° C. 同相位 D. 反相位 13. 电路中某元件两端的电压u = 36sin（314t - 90°）V，电流i = 4sin（314t）A，该元件是（ ） A. 电阻 B. 电感 C. 电容 D. 其他 14. 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 15. 电容元件的阻抗与频率的关系是（ ） A. 成正比 B. 成反比 C. 与频率无关 D. 不确定 16. 在纯电容电路中，下列各式不正确的是（ ） A. I=U/Xc B. I=jωCU C. Q=ωC D. i=u/ 17. 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 18. 电容元件对交流电路中电流的作用是（ ） A. 限制电流大小 B. 减小电流的功率因数 C. 改变电流相位 D. 储存并释放电能 19. 电阻元件在交流电路中的作用是（ ） A. 控制电流大小 B. 改变电流相位 C. 减小电流的功率因数 D. 储存电能 20. 在单一元件组成的正弦交流电路中，下列说法正确的是（ ） A. 电容器具有“通直流、阻交流”的特性 B. 感抗与电源频率有关，且频率增大时，感抗增大 C. 纯电阻电路中，电压、电流的最大值、有效值符合欧姆定律，瞬时值不符合 D. 纯电感在直流电路中相当于断路 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 通过电阻中的交流电流和电阻两端所加的电压同相，在电压一定时，电流和电阻值的大小成反比。（ ） 22. 纯电阻电路中的瞬时功率为正负相间。（ ） 23. 纯电感电路中，电流是电压的积分。（ ） 24. 在纯电感电路中，电压领先于电流。（ ） 25. 下图为容性电路矢量图。（ ） 26. 交流电的频率越高，线圈的感抗越小。（ ） 27. 频率越高，电容的容抗越大。（ ） 28. 电容对交流电的阻抗随频率增加而增加。 （ ） 29. 电路中的电感器对交流电有阻碍作用，这种现象称为电感。（ ） 30. 在正弦交流电路中，当电源电压有效值和频率保持不变时，增大纯电容电路的电容量，电路中的电流有效值将增大。（ ） 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 简述纯电阻正弦交流电路中电流与电压的关系。 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. 说明纯电感正弦交流电路中感抗的影响，并写出电流与电压的相位关系。 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 某纯电阻与电感线圈的感抗串联后，接在、的正弦交流电源上。求： （1）电路阻抗和电流； （2）电阻和电感两端电压、，并说明二者与电源电压的关系； （3）电路的功率因数和有功功率。 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 $ 湖北省（技能高考）电气电子类 《电工技术基础与技能》（高教版·第3版） 正弦交流电路（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. 在纯电感电路中，线圈的外加电压和自感电动势（ ） A. 大小相等、方向相反 B. 大小相等、方向相同 C. 大小不等、方向相反 D. 大小不等、方向相同 【答案】A 【解析】在纯电感电路中，电感线圈中的电流发生变化时会产生自感电动势。根据楞次定律，自感电动势总是阻碍电流的变化，其方向与外加电压方向相反。在理想纯电感电路中，外加电压与自感电动势大小相等、方向相反，因此选A。 2. 大负载的感性电路开关动作产生电弧（电火花）时，会出现的情况是（ ） A. 断开和闭合时电弧一样大 B. 不能确定电弧何时较大 C. 闭合时电弧比断开时大 D. 断开时电弧比闭合时大 【答案】D 【解析】大负载通常具有较大的电感，电路断开时，电流不能突变，电感会产生较大的自感电动势以维持原有电流。开关触点间的感应电压较高，容易击穿空气形成电弧。闭合时电流由零开始增大，电感会阻碍电流的增加，通常不会产生比断开时更大的电弧。因此断开时电弧比闭合时大，选B。 3. 如图所示电路中，和u₂的相位关系是（ ） A. 超前 B. 和同相 C. 滞后 D. 和反相 【答案】C 【解析】电感线圈对交流电有阻碍作用。且电压超前电流90°，所以滞后 4. 纯电感电路中，若电感L增大，其他条件不变，电流（ ） A. 增大 B. 不变 C. 减小 D. 无法确定 【答案】C 【解析】因为感抗=ωL增大，根据I = U/（U不变），电流减小。 5. 纯电容电路中，电容C = 100μF，电压u = 10sin（100πt）V，则电流最大值为（ ） A. 100π×1A B. 100×1A C. 10π×1A D. 10×1A 【答案】A 【解析】先求容抗=1/100π×100×1Ω，电流最大值=/=100π×1A。 6. 在纯电感电路中，电压和电流的相位关系是：（ ） A. 同相 B. 电压领先 C. 电流领先 D. 无法确定 【答案】B 【解析】在纯电感电路中，电压领先于电流。 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 8. 电感对交流电的作用是（ ） A. 通高频，阻低频 B. 通低频，阻高频 C. 通直流，阻交流 D. 通交流，阻直流 【答案】B 【解析】电感感抗XL=2πfL，频率f越高，感抗越大，对高频电流阻碍越强，即“通低频，阻高频”，故选B。 9. 有一电容器和一铁心线圈各串联一相同规格的小灯珠，并联在直流电源上，当电源接通的瞬间（ ） A. 铁心线圈支路的小灯珠先亮 B. 电容器支路的小灯珠不会亮 C. 两灯同时亮 D. 电容器支路的小灯珠先亮 【答案】D 【解析】在直流电源接通的瞬间，电容器相当于短路，此时电容器支路会有较大的充电电流通过，所以电容器支路的小灯珠会先亮。 而对于铁心线圈，由于线圈的自感作用，在接通瞬间会产生自感电动势阻碍电流的变化，使得通过铁心线圈支路的电流不能瞬间增大，所以铁心线圈支路的小灯珠不会立即亮起来。随着时间推移，电容器充电完成后，电路达到稳定状态，电容器所在支路相当于断路，此时铁心线圈支路的小灯珠才会逐渐变亮。 10. 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. B灯较A灯先亮，然后B灯熄灭 C. A灯、B灯一起亮，然后B灯熄灭 D. A灯、B灯一起亮，然后A灯熄灭 【答案】C 【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C。 11. 某负载的端电压，电流，可判定它的性质是（ ） A. 感性负载 B. 不能确定 C. 阻性负载 D. 容性负载 【答案】D 【解析】电压初相位为0°，电流初相位为−210°，其等效相位为150°。电流相位超前电压，说明该负载呈容性，故选B。 12. 纯电容电路中，电压与电流的相位关系是（ ） A. 电压超前电流 90° B. 电流超前电压 90° C. 同相位 D. 反相位 【答案】B 【解析】纯电容电路中，电流与电压的关系为。若电压为正弦量，电流相位比电压超前90°，因此选B。 13. 电路中某元件两端的电压u = 36sin（314t - 90°）V，电流i = 4sin（314t）A，该元件是（ ） A. 电阻 B. 电感 C. 电容 D. 其他 【答案】C 【解析】电压滞后电流90°，是电容特性。 14. 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。开关断开时，电路总电阻，电流。当开关闭合后，一个电阻被短路，此时电路总电阻，。电路电阻减小，电流要增大；线圈产生的自感电动势会阻碍电流增大，但不能阻止电流变化，最终电流仍达到。故选D。 15. 电容元件的阻抗与频率的关系是（ ） A. 成正比 B. 成反比 C. 与频率无关 D. 不确定 【答案】B 【解析】电容元件的阻抗与频率成反比。 16. 在纯电容电路中，下列各式不正确的是（ ） A. I=U/Xc B. I=jωCU C. Q=ωC D. i=u/ 【答案】D 【解析】D中为瞬时电压和电流，关系为 17. 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。 18. 电容元件对交流电路中电流的作用是（ ） A. 限制电流大小 B. 减小电流的功率因数 C. 改变电流相位 D. 储存并释放电能 【答案】C 【解析】电容元件可以改变交流电路中电流的相位。 19. 电阻元件在交流电路中的作用是（ ） A. 控制电流大小 B. 改变电流相位 C. 减小电流的功率因数 D. 储存电能 【答案】A 【解析】电阻元件在交流电路中主要是控制电流大小。 20. 在单一元件组成的正弦交流电路中，下列说法正确的是（ ） A. 电容器具有“通直流、阻交流”的特性 B. 感抗与电源频率有关，且频率增大时，感抗增大 C. 纯电阻电路中，电压、电流的最大值、有效值符合欧姆定律，瞬时值不符合 D. 纯电感在直流电路中相当于断路 【答案】B 【解析】电感的感抗为，频率增大时感抗增大，因此B正确。电容器具有“隔直流、通交流”的特性，A错误；纯电阻电路中瞬时值也满足欧姆定律，C错误；纯电感在直流稳态电路中相当于短路而不是断路，D错误。 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 通过电阻中的交流电流和电阻两端所加的电压同相，在电压一定时，电流和电阻值的大小成反比。（ ） 【答案】正确 【解析】在纯电阻电路中，交流电流通过电阻时，电流和电阻两端所加的电压同相。这是因为电阻对电流的阻碍作用是线性的，不会引起相位的变化。根据欧姆定律，当电压一定时，电流与电阻成反比。即电阻值越大，电流越小；电阻值越小，电流越大。故表述正确。 22. 纯电阻电路中的瞬时功率为正负相间。（ ） 【答案】正确 【解析】在交流纯电阻电路中，瞬时功率为正负相间，但平均功率为正值 23. 纯电感电路中，电流是电压的积分。（ ） 【答案】正确 【解析】在纯电感电路中，电流是电压的积分， ( i(t) = 24. 在纯电感电路中，电压领先于电流。（ ） 【答案】正确 【解析】在纯电感电路中，电压会领先于电流，形成一定的相位差。 25. 下图为容性电路矢量图。（ ） 【答案】正确 26. 交流电的频率越高，线圈的感抗越小。（ ） 【答案】错误 【解析】交流电的频率越高，线圈的感抗也越大。 27. 频率越高，电容的容抗越大。（ ） 【答案】错误 【解析】容抗Xc=1/(2πfC)，与频率成反比，频率越高，容抗越小。 28. 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 29. 电路中的电感器对交流电有阻碍作用，这种现象称为电感。（ ） 【答案】正确 【解析】电感器中电流变化会产生自感电动势，阻碍电流变化，因此对交流电有阻碍作用，这种现象称为电感。 30. 在正弦交流电路中，当电源电压有效值和频率保持不变时，增大纯电容电路的电容量，电路中的电流有效值将增大。（ ） 【答案】正确 【解析】纯电容电路的容抗随电容量增大而减小，根据 可知，在电压有效值和频率不变时，电容量越大，电流有效值越大。 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 简述纯电阻正弦交流电路中电流与电压的关系。 【答案】（1）电流与电压同频率，且同相位，电流和电压同时达到最大值、有效值和零值。 （2）电路的电流有效值为 ，其中 为电阻值。 （3）电路消耗有功功率，功率因数为 1。 【解析】纯电阻电路中，电阻不改变交流电压与电流的相位关系，电流大小由欧姆定律确定，输入电能主要转化为热能。 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. 说明纯电感正弦交流电路中感抗的影响，并写出电流与电压的相位关系。 【答案】（1）感抗为 ，其大小随频率和电感量的增大而增大。 （2）电流有效值为 ，感抗越大，电流越小。 （3）电感电流滞后电压 ，电路不消耗有功功率，但存在无功功率交换。 【解析】纯电感对交流电流具有阻碍作用，阻碍程度用感抗表示。电感电流相位滞后电压 ，平均有功功率为零。 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 某纯电阻与电感线圈的感抗串联后，接在、的正弦交流电源上。求： （1）电路阻抗和电流； （2）电阻和电感两端电压、，并说明二者与电源电压的关系； （3）电路的功率因数和有功功率。 【答案】（1），。 （2），。与相差，电源电压为二者的相量和：。 （3），。 【解析】R-L串联电路中，电阻电压与电感电压相差90°，不能作算术相加，应按相量关系合成。 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 $