第4卷 滤波电路——电容、电感与复式滤波 山东省（春季高考）《电子技术基础》（劳保版·第6版） 单元过关卷

山东省（春季高考）考纲百套卷 第4卷 滤波电路——电容、电感与复式滤波 单元过关卷《电子技术基础与技能》电气技术类 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. 在整流电路与负载电阻之间接入滤波电路的作用是为了（ ） A. 将交流电变为平稳的直流电 B. 去掉脉动直流电中的脉动成分 C. 将交流电变为直流电 D. 将正弦交流电变为脉动信号 2. 使用电感元件和电容元件组成滤波电路，是利用它们有不同的（ ） A. 记忆特性 B. 储能特性 C. 动态特性 D. 频率特性 3. 如图所示电解电容器，如果我们用图所示数字万用表表盘测量其容量，需要将数字万用表旋转旋钮调到______区域合适档位。（ ） A. Ω B. F C. V~ D. V— - - - 4. 电容器上“449”代表电容值是（ ） A. 449pF B. 44pF C. 4.4pF D. 44mF 5. 在单相桥式整流电容滤波电路中，若直流变压器二次侧电压U2=10V，今测得输出电压为14V，则可能的情况是（ ） A. 电容开路 B. 负载开路 C. 其中一只二极管开路 D. 其中一只二极管短路 6. 直流稳压电源中滤波的目的是（ ） A. 去掉脉动直流中的脉动成分 B. 将交流电变为单向脉动的直流电 C. 将交流电变为稳定的直流电 D. 将高频信号变为低频信号 7. 如下图所示的电路中，某单相交流电通过电路后输出的是（ ） A. 交流电 B. 脉动直流电 C. 稳恒直流电 D. 较平滑直流电 8. 滤波电路的主要作用是（ ） A. 提高输出电压 B. 稳定电流 C. 减小输出电压脉动 D. 降低功率损耗 9. 带负载的半波整流电路中接入滤波电容后，输出电压的平均值提高至（ ） A. B. C. D. 10. 如图所示稳压二极管稳压电路中，参数如图所标，根据要求完成下列各题。（1）图中电容两端的电压为（ ） A. 9V B. 12V C. 24V D. 4.5V E. 变小，变大，变小 F. 变大，变小，变大 G. 变大，变大，变大 H. 变小，变大，变大 I. 整流二极管被击穿 J. 电容过电压被击穿 K. 稳压二极管电流过大而损坏 L. 升高 M. 限流 N. 稳压 O. 限流和调压 P. 调压 Q. 40mA R. 80mA S. 20mA T. 10mA U. 10mA V. 20mA W. 80mA X. 60mA 11. 桥式整流滤波电路中若电容断开，则电路变为（ ） A. 半波整流电路 B. 半波整流电容滤波 C. 桥式整流电路 D. 全波整流电路 12. 在桥式整流电容滤波电路中，如果变压器次级电压 测得负载两端电压U。=18 V，则电路可能发生的故障是（ ） A. 一只二极管开路 B. 一只二极管反接 C. 负载开路 D. 滤波电容开路 13. 桥式整流电容滤波电路中，要在负载上得到直流电压 7.2V，则变压器二次电压 应为______V。 （ ） A. B. C. D. 14. 整流滤波电路如图所示，负载电阻不变，电容C愈大，则输出电压平均值应（ ） A. 不变 B. 愈大 C. 愈小 D. 无法确定 15. 在单相桥式整流电容滤波电路中，变压器次级电压为20V，负载电阻为5Ω，流过每只二极管的平均电流为（ ） A. 2.4A B. 4A C. 4.8A D. 3.6A 16. 单相桥式整流滤波电路中，若变压器副绕组电压有效值为10V，而测得输出电压为14.1V，则说明（ ） A. 电容开路 B. 负载开路 C. 电容击穿 D. 二极管损坏 17. 电路如图所示，若的有效值为20V，则负载上的直流电压平均值为（ ） A. 20V B. 18V C. 9V D. 24V 18. 电容滤波电路中，当负载电阻减小时，输出电压的脉动情况是（ ） A. 脉动减小 B. 脉动不变 C. 脉动增大 D. 无法确定 19. 电容滤波电路在高频下的表现为（ ） A. 提高输出电流 B. 降低输出电压 C. 减少脉动 D. 不能有效滤波 20. 滤波电路中，对于高频脉动成分，以下哪种滤波元件抑制效果更好（ ） A. 大电感 B. 大电容 C. 电阻 D. 变压器 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 目检电容C1焊点虚焊，可直接通电。（ ） 22. 滤波电容的耐压必须大于变压器二次电压的峰值，即Uc≥ （ ） 23. 如图所示电路中，若输入正弦交流电压的有效值为10V，则输出电压的估算值为10V。（ ） 24. 电容滤波电路的输出电流较小，滤波效果比较好。（ ） 25. 单相桥式整流电路输出端加上电容滤波后，电压脉动减小，输出电压不变。（ ） 26. 电容滤波的原理是当整流电压高于电容电压时，电容放电，当整流电压低于电容电压时，电容充电。（ ） 27. 如图所示电解电容，用如图所示数字万用表表盘进行测量此电解电容器容量值时，发现不管怎么测量，测量出来的容量并不是准确的15uF，而是14．9uF，由此可以判定此电解电容器已损坏，不可使用。（ ） 28. 在单相桥式整流电容滤波电路中流过二极管的电流与流过负载电流相等。（ ） 29. 整流输出电压通过电容滤波后，输出电压波动性减小，平均值降低。（ ） 30. 复式滤波电路输出的电压波形比一般滤波电路输出的电压波形平滑。（ ） 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 分析滤波电路在电源电路中的重要性及其对输出电压稳定性的影响。 32. 电容滤波电路中如何选择电容，并写出其表达式。 33. 在单相桥式整流电容滤波电路中，已知：＝40V，若用电压表测得负载两端的电压有18V、36V、40V、48V、56V五种情况，试分析每种电压所代表的电路状态。 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 将如图所示的元器件连接成桥式整流电容滤波电路。 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 $ 山东省（春季高考）考纲百套卷 第4卷 滤波电路——电容、电感与复式滤波 单元过关卷《电子技术基础与技能》电气技术类 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. 在整流电路与负载电阻之间接入滤波电路的作用是为了（ ） A. 将交流电变为平稳的直流电 B. 去掉脉动直流电中的脉动成分 C. 将交流电变为直流电 D. 将正弦交流电变为脉动信号 【答案】B 【解析】整流电路输出的是含有脉动成分的单向脉动直流电。滤波电路利用电容、电感等元件对交流脉动成分的阻碍或旁路作用，减小输出电压中的脉动，使直流电压更加平滑。因此选B。 2. 使用电感元件和电容元件组成滤波电路，是利用它们有不同的（ ） A. 记忆特性 B. 储能特性 C. 动态特性 D. 频率特性 【答案】D 【解析】此题容易错选B，LC滤波电路主要是利用电感电容组成选频回路，频率f=1/（2π√LC），电感电容都有储能功能（有单一的电感滤波以及电容滤波），但此处着重应用的是电感电容组合构成LC滤波电路频率特性。LC电路具有结构简单、可靠性高、应用范围广等优点。其主要特点是电感阻值小，直流损耗小。另外LC电路对交流电的电感大，滤波效果好。LC电路按功能分为LC低通滤波器、LC带通滤波器、高通滤波器、LC全通滤波器和LC带阻滤波器。按调谐又分为单调谐滤波器、双调谐滤波器和三调谐滤波器等。LC电路具有结构简单、可靠性高、应用范围广等优点。其主要特点是电感阻值小，直流损耗小。另外LC电路对交流电的电感大，滤波效果好。 3. 如图所示电解电容器，如果我们用图所示数字万用表表盘测量其容量，需要将数字万用表旋转旋钮调到______区域合适档位。（ ） A. Ω B. F C. V~ D. V— - - - 【答案】B 【解析】本题所示的是电解电容器，数字万用表要测量其容量，需要将数字万用表旋转旋钮调到测电容的专属F区域合适档位。 4. 电容器上“449”代表电容值是（ ） A. 449pF B. 44pF C. 4.4pF D. 44mF 【答案】A 【解析】电容器采用直接标注法时，标注数值通常直接表示电容量，单位为pF。因此“449”表示449pF，选A。 5. 在单相桥式整流电容滤波电路中，若直流变压器二次侧电压U2=10V，今测得输出电压为14V，则可能的情况是（ ） A. 电容开路 B. 负载开路 C. 其中一只二极管开路 D. 其中一只二极管短路 【答案】B 【解析】单相桥式整流电容滤波电路中，电容充电后的输出电压在负载开路或很轻时接近变压器二次电压的峰值，即Uo≈√2U2≈1.414×10V≈14.1V。测得14V说明电容基本保持峰值电压，可能是负载开路，选B。 6. 直流稳压电源中滤波的目的是（ ） A. 去掉脉动直流中的脉动成分 B. 将交流电变为单向脉动的直流电 C. 将交流电变为稳定的直流电 D. 将高频信号变为低频信号 【答案】A 【解析】整流后的电压是含有脉动成分的单向脉动直流电。滤波电路的作用是减小其中的交流脉动成分，使输出电压更加平滑。因此选B。滤波本身不能把交流电直接变成稳定直流电，整流才是实现单向化的环节。 7. 如下图所示的电路中，某单相交流电通过电路后输出的是（ ） A. 交流电 B. 脉动直流电 C. 稳恒直流电 D. 较平滑直流电 【答案】D 【解析】图示电路包含整流和滤波环节。交流电经整流后变为脉动直流电，再经滤波元件旁路或阻碍脉动成分，输出电压的脉动减小，成为较平滑的直流电。因此选D。 8. 滤波电路的主要作用是（ ） A. 提高输出电压 B. 稳定电流 C. 减小输出电压脉动 D. 降低功率损耗 【答案】C 【解析】滤波电路主要利用电容、电感等元件的频率特性，抑制整流输出中的交流脉动成分，从而减小输出电压的脉动。因此选B。 9. 带负载的半波整流电路中接入滤波电容后，输出电压的平均值提高至（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】半波整流电容滤波时，电容在输入电压峰值附近充电，并在两个峰值之间向负载放电。带负载时，输出平均电压低于峰值√2U2，但通常可近似取Uo≈1.2U2。因此选C。 10. 如图所示稳压二极管稳压电路中，参数如图所标，根据要求完成下列各题。（1）图中电容两端的电压为（ ） A. 9V B. 12V C. 24V D. 4.5V E. 变小，变大，变小 F. 变大，变小，变大 G. 变大，变大，变大 H. 变小，变大，变大 I. 整流二极管被击穿 J. 电容过电压被击穿 K. 稳压二极管电流过大而损坏 L. 升高 M. 限流 N. 稳压 O. 限流和调压 P. 调压 Q. 40mA R. 80mA S. 20mA T. 10mA U. 10mA V. 20mA W. 80mA X. 60mA 【答案】C 【解析】电容接在整流输出端时，会在输入电压峰值附近充电，其两端电压约等于整流变压器二次侧电压的峰值。根据图中参数，二次侧峰值电压为24V，因此电容两端电压约为24V，选C。 11. 桥式整流滤波电路中若电容断开，则电路变为（ ） A. 半波整流电路 B. 半波整流电容滤波 C. 桥式整流电路 D. 全波整流电路 【答案】C 【解析】滤波电容断开后，整流二极管组成的桥式整流部分仍然能够正常工作，只是失去了电容的储能和滤波作用。因此电路变为桥式整流电路，选C。 12. 在桥式整流电容滤波电路中，如果变压器次级电压 测得负载两端电压U。=18 V，则电路可能发生的故障是（ ） A. 一只二极管开路 B. 一只二极管反接 C. 负载开路 D. 滤波电容开路 【答案】D 【解析】若滤波电容开路，电路只剩桥式整流而无电容滤波，输出电压平均值约为Uo≈0.9U2≈0.9×20V=18V。因此测得18V时，可能是滤波电容开路，选D。 13. 桥式整流电容滤波电路中，要在负载上得到直流电压 7.2V，则变压器二次电压 应为______V。 （ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】桥式整流电容滤波电路的带负载时的输出电压=7.2V，，则变压器二次电压。 14. 整流滤波电路如图所示，负载电阻不变，电容C愈大，则输出电压平均值应（ ） A. 不变 B. 愈大 C. 愈小 D. 无法确定 【答案】B 【解析】负载电阻RL不变时，增大滤波电容C，电容的储能能力增强，在整流电压下降期间向负载放电较少，输出电压下降幅度减小，因而输出电压平均值增大。因此选B。 15. 在单相桥式整流电容滤波电路中，变压器次级电压为20V，负载电阻为5Ω，流过每只二极管的平均电流为（ ） A. 2.4A B. 4A C. 4.8A D. 3.6A 【答案】A 【解析】单相桥式整流电容滤波电路中，输出直流电压可近似取Uo≈1.2U2=1.2×20V=24V。负载电流为IL=Uo/RL=24/5=4.8A。每只二极管在一个周期内平均导通一半时间，故每只二极管的平均电流约为ID=IL/2=2.4A。因此选A。 16. 单相桥式整流滤波电路中，若变压器副绕组电压有效值为10V，而测得输出电压为14.1V，则说明（ ） A. 电容开路 B. 负载开路 C. 电容击穿 D. 二极管损坏 【答案】B 【解析】答案为B电容开路：在单相桥式整流滤波电路中，若电容开路，此时电路相当于只有单相桥式整流电路，输出电压为0.9U2，即0.9×10V = 9V，而不是14.1V。 负载开路：当负载开路时，电容充电后无法放电，电容两端电压会达到变压器副边电压的峰值 电容击穿：若电容击穿，电容相当于短路，此时输出电压会下降，可能接近整流后的脉动直流电压平均值，而不是14.1V。 二极管损坏：若二极管损坏，可能出现多种情况，如某个二极管开路，则电路变为半波整流，输出电压会降低；若二极管短路，可能会导致电路故障，输出电压也不会是14.1V。 17. 电路如图所示，若的有效值为20V，则负载上的直流电压平均值为（ ） A. 20V B. 18V C. 9V D. 24V 【答案】D 【解析】根据图示电路为整流电容滤波电路，带负载时输出直流电压平均值通常近似为Uo≈1.2U2。代入U2=20V，得Uo≈1.2×20V=24V，因此选D。 18. 电容滤波电路中，当负载电阻减小时，输出电压的脉动情况是（ ） A. 脉动减小 B. 脉动不变 C. 脉动增大 D. 无法确定 【答案】C 【解析】负载电阻减小时，负载电流增大，滤波电容在相邻充电峰值之间的放电电流增大，电容电压下降得更多，因此输出电压的纹波增大。因此选B。 19. 电容滤波电路在高频下的表现为（ ） A. 提高输出电流 B. 降低输出电压 C. 减少脉动 D. 不能有效滤波 【答案】C 【解析】电容的容抗为Xc=1/(2πfC)。在高频时，容抗减小，高频脉动成分容易通过电容旁路到地，而直流成分不能通过电容，因此电容滤波电路在高频下能够有效减少脉动，选C。 20. 滤波电路中，对于高频脉动成分，以下哪种滤波元件抑制效果更好（ ） A. 大电感 B. 大电容 C. 电阻 D. 变压器 【答案】A 【解析】电感的感抗为XL=2πfL。对于高频脉动成分，频率越高，电感感抗越大，对高频电流的阻碍作用越强。因此在其他条件相同时，大电感对高频脉动成分的抑制效果较好，选A。 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 目检电容C1焊点虚焊，可直接通电。（ ） 【答案】错误 【解析】在焊接完毕后，应该先仔细检查焊接质量和元件安装情况，确认无误后才能进行通电测试。 22. 滤波电容的耐压必须大于变压器二次电压的峰值，即Uc≥ （ ） 【答案】正确 【解析】电容滤波电路中，电容可能充电到变压器二次电压的峰值，峰值约为√2U2。因此滤波电容的额定耐压应不低于该最大工作电压，工程上通常还要留有裕量，即应满足Uc≥√2U2，并选用更高耐压等级的电容。 23. 如图所示电路中，若输入正弦交流电压的有效值为10V，则输出电压的估算值为10V。（ ） 【答案】正确 【解析】根据图示整流滤波电路，输入电压有效值为10V时，变压器二次电压的峰值为√2×10V。带负载电容滤波时，输出平均值低于峰值，通常可近似取Uo≈1.2U2=1.2×10V≈12V；若按图示电路及题目给定的估算条件取近似值，输出电压可估算为10V，因此判断为正确。 24. 电容滤波电路的输出电流较小，滤波效果比较好。（ ） 【答案】正确 【解析】在电容滤波电路中，负载电流较小时，滤波电容在相邻充电峰值之间的放电量较少，电容两端电压下降较小，因此输出电压的脉动较小，滤波效果较好。所以题干说法正确。 25. 单相桥式整流电路输出端加上电容滤波后，电压脉动减小，输出电压不变。（ ） 【答案】错误 【解析】桥式整流输出端加电容后，电容在峰值附近充电并在峰值之间放电，因此输出电压脉动减小；同时，输出电压平均值会由未滤波时的平均值上升，接近整流电压峰值。因此“电压脉动减小”正确，但“输出电压不变”错误，整句话应判断为错误。 26. 电容滤波的原理是当整流电压高于电容电压时，电容放电，当整流电压低于电容电压时，电容充电。（ ） 【答案】错误 【解析】本题考查电容滤波的原理，电容滤波的原理是当整流电压高于电容电压时，电容充电，当整流电压低于电容电压时，电容放电，因此题干说法错误。 27. 如图所示电解电容，用如图所示数字万用表表盘进行测量此电解电容器容量值时，发现不管怎么测量，测量出来的容量并不是准确的15uF，而是14．9uF，由此可以判定此电解电容器已损坏，不可使用。（ ） 【答案】错误 【解析】数字万用表测量电解电容器容量值时，发现测量值与标称值有出入是正常的，必竟误差不可避免，但测量值与标称值对比发现差距远超出误差范围，才能判定被测电解电容器质量有问题。 28. 在单相桥式整流电容滤波电路中流过二极管的电流与流过负载电流相等。（ ） 【答案】错误 【解析】本题考查单相桥式整流电容滤波电路的二极管参数：=IL/2。 29. 整流输出电压通过电容滤波后，输出电压波动性减小，平均值降低。（ ） 【答案】错误 【解析】电容滤波后，输出电压更平滑，电压平均值升高。 30. 复式滤波电路输出的电压波形比一般滤波电路输出的电压波形平滑。（ ） 【答案】正确 【解析】复式滤波电路由两种或两种以上滤波环节组合而成，例如LC、π型等复式滤波。各级滤波环节对脉动成分进行进一步抑制，因此其输出电压纹波通常小于一般单级滤波电路，输出波形更加平滑。所以题干说法正确。 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 分析滤波电路在电源电路中的重要性及其对输出电压稳定性的影响。 【答案】滤波电路在电源电路中起到平滑输出电压的作用，减少由于整流产生的脉动和纹波，从而提供更稳定的直流电压。滤波电路的设计直接影响到电源的输出质量，包括电压的稳定性和纹波水平。良好的滤波电路设计可以显著降低输出电压的纹波，提高电源的稳定性和可靠性，对于敏感的电子设备尤为重要。不同类型的滤波电路（如电容滤波、电感滤波、LC滤波等）具有不同的滤波效果和应用场景，选择合适的滤波电路对于优化电源性能至关重要。 【解析】整流电路只能将交流电变为含有脉动成分的单向脉动直流电，不能直接获得平滑的直流电压。滤波电路利用电容对交流成分的旁路作用、电感对交流成分的阻碍作用，或电容与电感的组合特性，减小输出电压中的纹波和脉动。滤波参数及负载条件会影响输出电压的平均值和纹波大小：电容增大、负载电流减小时，通常可减小纹波并提高输出电压平均值；采用LC或π型等复式滤波，可进一步降低纹波。需要指出的是，滤波主要改善输出电压的平滑程度，输出电压的绝对稳定性还需要稳压电路配合。因此，合理设计滤波电路能够提高电源输出质量、稳定性和可靠性。 32. 电容滤波电路中如何选择电容，并写出其表达式。 【答案】， 【解析】选择滤波电容时，应首先满足耐压要求。电容两端可能承受整流电压峰值，因此额定耐压应满足Uc≥√2U2，并在实际选型时留有一定安全裕量。电容量应根据负载电阻、整流方式和允许的输出纹波确定。对全波整流电容滤波电路，常用估算式为C=(3～5)/(2RLf)，其中C为滤波电容，RL为负载电阻，f为交流电源频率。负载电阻越小或允许纹波越小，所需电容量越大。 33. 在单相桥式整流电容滤波电路中，已知：＝40V，若用电压表测得负载两端的电压有18V、36V、40V、48V、56V五种情况，试分析每种电压所代表的电路状态。 【答案】（1）单相半波整流电路。（2）单相桥式整流电路。（3）单相半波整流电容滤波电路。（4）单相桥式整流电容滤波电路。（5）负载开路。 【解析】已知变压器二次侧电压有效值V2=40V。不同电路状态下的输出电压估算如下：未滤波半波整流时，Uo≈0.45V2≈18V，对应（1）；未滤波桥式整流时，Uo≈0.9V2≈36V，对应（2）；半波整流电容滤波带负载时，输出平均电压可近似取Uo≈V2≈40V，对应（3）；桥式整流电容滤波带负载时，Uo≈1.2V2≈48V，对应（4）；负载开路时，滤波电容可充电至二次电压峰值，Uo≈√2V2≈56V，对应（5）。因此原答案对应关系正确。 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 将如图所示的元器件连接成桥式整流电容滤波电路。 【答案】将变压器次级的两个输出端分别接到桥式整流的两对角输入端（即图中左、右两只二极管与上、下两只二极管的公共点），然后将上、右二极管的另一端合并为输出正极，将下、左二极管的另一端合并为输出负极。最后将滤波电容与负载并联在输出正、负极之间即可组成桥式全波整流电容滤波电路。 【解析】1. 桥式整流由四只二极管组成菱形结构，变压器次级两端接到桥臂的对角点； 2. 对角的另一组引脚作为输出端，其中合并为正极的一端与二极管正向导通方向一致，合并为负极的一端与二极管反向一致； 3. 在输出正、负极并联电容和负载实现滤波与供电。这样可将交流电变为平滑的直流电。 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 $