第15卷 谐振电路——串联谐振与并联谐振 湖南省（对口招生）《电工技术基础与技能》（高教版·第3版） 单元过关卷

湖南省（对口招生）电子电工类 《电工技术基础与技能》（高教版·第3版） 谐振电路——串联谐振与并联谐振 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. 串联谐振电路中，若电源电压不变，增大电阻R，品质因数Q将（ ） A. 增大 B. 先增大后减小 C. 不变 D. 减小 【答案】D 【解析】由Q可知，R增大，Q减小。 2. 已知串联谐振电路的L = 0.3H，C = 1μF，电阻R = 3Ω，则该电路的通频带△f约为（ ） A. 424Hz B. 53Hz C. 212Hz D. 106Hz 【答案】D 【解析】先求 （这里取近似值） 3. 如图所示，电路在开关S断开时的谐振频率为，在开关合上后电路的谐振频率为（ ） A. B. C. D. 【答案】B 4. 串联谐振电路中，改变电容C的值来调节谐振频率，当C增大时，谐振频率（ ） A. 增大 B. 先增大后减小 C. 不变 D. 减小 【答案】D 【解析】由可知，C增大，减小。 5. RLC串联电路在时发生谐振，当频率增加到时，电路性质呈（ ） A. 电阻性 B. 电容性 C. 电感性 D. 仍处于谐振状态 【答案】C 【解析】串联RLC电路的感抗为XL=2πfL，容抗为XC=1/(2πfC)。在谐振频率时，XL=XC。频率升高到2后，感抗增大为原来的2倍，容抗减小为原来的1/2，因此XL>XC，电路呈电感性，选B。 6. 对于串联谐振电路，当时，电路中的无功功率（ ） A. 为零 B. 大于零 C. 小于零 D. 无法确定 【答案】B 【解析】当时，电路呈电感性，电感吸收无功功率，无功功率大于零。 7. 如图所示电路，开关S断开时的谐振频率为，那么当开关S闭合后电路的频率为（ ） A. 2 B. C. 1/2 D. 1/4 【答案】C 【解析】合上开关后,电路的电容值为4C，根据串联电路的谐振频率 ，可得电路的谐振频率为。故选B 8. 当电感和电容的谐振频率接近信号频率时，会出现的现象是什么（ ） A. 电路阻抗增加 B. 电路阻抗减小 C. 电路阻抗最小 D. 电路阻抗最大 【答案】C 【解析】当谐振频率接近信号频率时，电路阻抗最小。 9. 处于谐振状态的电感线圈和电容器的串联电路，当电源频率升高时，电路为（ ） A. 电感性 B. 电容性 C. 电阻性 D. 不能确定 【答案】A 【解析】当电源频率升高时，电路中的感抗升高，容抗减小，故电容中可得电路呈电感性。故选A 10. 如图所示，关于RLC谐振电路，下列叙述错误的是（ ） A. 电感两端电压为0 B. 仅闭合时电路呈感性 C. 仅闭合时电路呈容性 D. 、均闭合时电路性质不变 【答案】A 11. 在串联谐振电路中，若R = 10Ω，，则品质因数Q为（ ） A. 10 B. 100 C. 1 D. 0.1 【答案】A 【解析】。 12. 下列关于谐振电路的品质因数（Q值）的说法中，正确的是（ ） A. 在无线电技术中，值越大越好 B. 串联谐振电路中的值与成正比 C. 并联谐振电路的值与成反比 D. Q值过大会使频带宽度太窄通频性下降 【答案】D 【解析】Q值越大，谐振曲线越尖锐、选择性越好，但频带宽度越窄，通频性可能下降，因此并非越大越好。串联谐振电路的Q值通常为Q=ω0L/R，或Q=1/(ω0CR)，与R成反比；并联谐振电路的Q值通常与并联电阻成正比。故选D。 13. 在谐振电路中，电流和电压在同相位时，它们的相位差为：（ ） A. 180度 B. 45度 C. 90度 D. 0度 【答案】D 【解析】当电流和电压在同相位时，它们的相位差为0度。 14. 如图所示的交流电路中（ ） A. 的读数一定大于、的读数 B. 、的读数可能相等 C. 的读数可能等于、的读数之和 D. 、、的读数不可能相等 【答案】B 【解析】根据题图可知，当电路发生谐振时，、的读数可能大于的读数，故错误。根据相量图，可知、不可能同相，所以，即的读数不可能等于、的读数之和，故C错误。根据相量图可知，、、的读数可能相等，故B正确，D错误。 15. RLC 串联电路发生谐振时，下列参数中达到最小值的是（ ）​ A. 电流​ B. 阻抗​ C. 电感电压​ D. 电容电压​​ 【答案】B 【解析】串联谐振时，XL=XC，电路总阻抗Z=R，阻抗达到最小值。电源电压一定时，电流达到最大值；电感和电容两端电压可能较大。因此达到最小值的是阻抗，选B。 16. Q值越大的谐振电路______。（ ） A. 频率越高 B. 带宽越宽 C. 能量损耗越小 D. 电路品质越差 【答案】C 【解析】Q值越大的谐振电路能量损耗越小，电路的性能更优。 17. 如图所示正弦交流电路发生谐振时，电流表A1、A2的读数分别为4A和3A，则电流表A3的读数为（ ） A. 7A B. 5A C. 1A D. 2A 【答案】B 【解析】所示正弦交流电路发生谐振，可得电流表A3的读数 ，故选B。 18. RLC 串联电路发生串联谐振时，总电压与电流的相位关系是（ ）​ A. 总电压超前电流 ​ B. 总电压滞后电流​ C. 同相位​ D. 反相位​ 【答案】C 【解析】串联谐振时，电感的感抗与电容的容抗大小相等、相位相反，二者相互抵消，电路总阻抗仅为电阻R。因此电路呈纯电阻性，总电压与电流同相位，选C。 19. 在并联谐振电路中，如何通过改变电感来调整电路的品质因数Q？（ ） A. 增加电感 B. 减少电感 C. 电感的改变不影响Q值 D. 可能增加或减少，取决于电容值 【答案】A 【解析】在并联谐振电路中，Q值也与电路的谐振频率和带宽有关，其中 。因此，增加电感会降低Q值，降低电感则相反，会提高Q值。 20. 以下哪个参数直接影响RLC并联电路的谐振频率（ ） A. 电阻R B. 电源频率 C. 品质因数Q D. 电感L 【答案】D 【解析】理想并联RLC电路的谐振频率为2π，由电感L和电容C共同决定，与电阻R和品质因数Q无直接决定关系。修正选项后，只有电感L直接影响谐振频率，故选B。电源频率是外加条件，不是电路固有谐振频率的决定参数。 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 串联谐振电路在实际应用中不会产生过电压现象。（ ） 【答案】错误 【解析】在串联谐振时，电感电压和电容电压可能会很高（QU，U为电源电压），如果Q值较大，可能会产生过电压现象。故表述错误。 22. 串联谐振发生时，电感电压和电容电压大小相等，方向相同。（ ） 【答案】错误 【解析】串联谐振发生时，电感电压和电容电压大小相等，但方向相反。故表述错误。 23. 当串联谐振电路的质量因数Q增大时，其带宽会增加。（ ） 【答案】错误 【解析】当质量因数Q增大时，带宽会减小 24. 特性阻抗与无关，但品质因数与有关。（ ） 【答案】正确 【解析】谐振电路的特性阻抗ρ通常由电感和电容决定，例如ρ=，与电阻R无关。品质因数Q则与电阻有关：串联谐振时Q=ρ/R，并联谐振时Q通常与并联电阻成正比。因此题述判断正确。 25. 串联谐振电路的谐振频率下，电感和电容的阻抗呈现最大值。 （ ） 【答案】正确 【解析】正确。在谐振频率下，串联谐振电路中的电感和电容的阻抗呈现最大值。 26. 并联谐振电路的阻抗最大，且为纯电阻。（ ） 【答案】正确 【解析】并联谐振时，电感支路的感纳与电容支路的容纳相互抵消，电路总导纳最小，因此输入阻抗达到最大值。理想情况下总电纳的虚部为零，电路呈纯电阻性，所以题述正确。 27. 并联谐振电路的选择性可以用来选择电路的工作频率。（ ） 【答案】正确 【解析】并联谐振电路的选择性可以用来选择电路的工作频率 28. 并联谐振电路在谐振频率时，电路的阻抗最小。（ ） 【答案】错误 【解析】并联谐振时，电感支路和电容支路的无功电流相互抵消，电路总导纳达到最小值，因此输入阻抗达到最大值。故“并联谐振电路在谐振频率时，电路的阻抗最小”错误。 29. 并联谐振也叫电流谐振。（ ） 【答案】正确 【解析】电感与电容的并联谐振电路，支路电流等于总电流的倍，即，其中，因此并联谐振也称电流谐振。故正确。 30. 并联谐振电路的特点是电流的幅值最小，而电压的幅值最大。（ ） 【答案】错误 【解析】并联谐振时，电路输入阻抗最大，因而在电源电压一定时输入电流幅值最小。并联电路端电压由电源决定，并不必然达到最大值，因此题述“电压的幅值最大”不能作为并联谐振的一般特征，判断为错误。 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. RLC串联电路中，，，，外加电压有效值，试求： （1）电路的谐振频率。 （2）谐振时的电流。 （3）回路的品质因数和电容器两端的电压。 【答案】（1） （2） （3）， 【解析】（1）。 （2） 。 （3），。 32. 如下图所示，在RLC并联电路中，，，。 （1）计算电路中，电流、、、总电流I。 （2）计算电路中，有功功率、无功功率、视在功率和功率因数。 （3）要使电路发生并联谐振，电容C不变，应将电感L更换成多大的值。 【答案】（1），， （2） （3）发生并联谐振时： ， 【解析】（1）在任何情况下，并联电路的总电流都等于各支路电流之和。 （2）正确使用有功功率、无功功率和视在功率的公式。 （3）理解并联谐振的条件。 33. 串联谐振的条件是什么？串联谐振时电路有哪些重要特征？ 【答案】串联谐振的条件是。 串联谐振的特征： （1）电路的总阻抗为，其阻抗最小，且为纯电阻； （2）总电流最大，其值为，电流与电源电压同相，其； （3），； （4）无功功率为零，电感和电容之间有能量交换，电源只向电阻提供有功功率。 【解析】串联RLC电路的总电抗为X=XL-XC。发生串联谐振的条件是XL=XC，即ω0L=1/(ω0C)，所以ω0=1/。谐振时总阻抗Z=R，阻抗达到最小值且呈纯电阻性；在电源电压一定时，总电流达到最大值，I=U/R，且电流与电源电压同相，φ=0。电感和电容两端电压大小相等、相位相反，分别为UL=UC=QU，电阻两端电压UR=U。此时电路功率因数为1，无功功率为零，电感和电容之间进行能量交换，电源只向电阻提供有功功率。 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 某电子设备的调谐单元由串联谐振电路和并联谐振电路组成。维修人员测得串联电路参数为：电阻 、电感 、电容 ，接入有效值为 的正弦交流电源。并联谐振支路采用电感 和电容 并联，接入有效值为 的正弦交流电源，忽略电感线圈电阻。（1）计算串联电路的谐振角频率、谐振频率、谐振电流，以及电感和电容两端的电压。（2）判断串联电路谐振时的阻抗、功率因数和电源电流分别具有什么特点。（3）计算并联谐振支路的谐振频率和谐振时电感支路的电流，说明并联谐振时输入端的主要特点。 【答案】（1）串联谐振角频率为\[Ω0=\frac{1}{\sqrt{LC}}=\frac{1}{\sqrt{0.02\times50\times10-6}}=1000 \text{rad/s}\]谐振频率为\[f0=\frac{Ω0}{2π}=\frac{1000}{2π}\approx159.15 \text{Hz}\]谐振时感抗和容抗相等，电路阻抗为 ，因此\[I0=\frac{U}{R}=\frac{20}{10}=2 \text{A}\]电感和电容两端电压分别为\[UL=UC=I0Ω_0L=2\times1000\times0.02=40 \text{V}\]（2）串联谐振时，感抗与容抗相互抵消，电路阻抗最小且等于电阻 ；功率因数为 1；在电源电压一定时，电源电流达到最大值。（3）并联谐振频率为\[f01=\frac{1}{2π\sqrt{L1C_1}}=\frac{1}{2π\sqrt{0.01\times1\times10-6}}\approx1591.55 \text{Hz}\]谐振角频率为 ，电感支路电抗为\[XL1=Ω01L1=10000\times0.01=100 Ω\]因此电感支路电流为\[IL1=\frac{U1}{XL1}=\frac{12}{100}=0.12 \text{A}\]并联谐振时，电感支路电流和电容支路电流大小相等、相位相反，输入阻抗最大，输入电流最小，电路呈阻性。 【解析】（1）串联谐振满足 ，谐振时阻抗仅由电阻决定，再利用 求支路电压。（2）串联谐振的感抗和容抗抵消，阻抗最小、电流最大且功率因数为 1。（3）并联谐振同样满足感纳与容纳相互抵消，输入阻抗最大，支路电流相互抵消。 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 $ 湖南省（对口招生）电子电工类 《电工技术基础与技能》（高教版·第3版） 谐振电路——串联谐振与并联谐振 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. 串联谐振电路中，若电源电压不变，增大电阻R，品质因数Q将（ ） A. 增大 B. 先增大后减小 C. 不变 D. 减小 2. 已知串联谐振电路的L = 0.3H，C = 1μF，电阻R = 3Ω，则该电路的通频带△f约为（ ） A. 424Hz B. 53Hz C. 212Hz D. 106Hz 3. 如图所示，电路在开关S断开时的谐振频率为，在开关合上后电路的谐振频率为（ ） A. B. C. D. 4. 串联谐振电路中，改变电容C的值来调节谐振频率，当C增大时，谐振频率（ ） A. 增大 B. 先增大后减小 C. 不变 D. 减小 5. RLC串联电路在时发生谐振，当频率增加到时，电路性质呈（ ） A. 电阻性 B. 电容性 C. 电感性 D. 仍处于谐振状态 6. 对于串联谐振电路，当时，电路中的无功功率（ ） A. 为零 B. 大于零 C. 小于零 D. 无法确定 7. 如图所示电路，开关S断开时的谐振频率为，那么当开关S闭合后电路的频率为（ ） A. 2 B. C. 1/2 D. 1/4 8. 当电感和电容的谐振频率接近信号频率时，会出现的现象是什么（ ） A. 电路阻抗增加 B. 电路阻抗减小 C. 电路阻抗最小 D. 电路阻抗最大 9. 处于谐振状态的电感线圈和电容器的串联电路，当电源频率升高时，电路为（ ） A. 电感性 B. 电容性 C. 电阻性 D. 不能确定 10. 如图所示，关于RLC谐振电路，下列叙述错误的是（ ） A. 电感两端电压为0 B. 仅闭合时电路呈感性 C. 仅闭合时电路呈容性 D. 、均闭合时电路性质不变 11. 在串联谐振电路中，若R = 10Ω，，则品质因数Q为（ ） A. 10 B. 100 C. 1 D. 0.1 12. 下列关于谐振电路的品质因数（Q值）的说法中，正确的是（ ） A. 在无线电技术中，值越大越好 B. 串联谐振电路中的值与成正比 C. 并联谐振电路的值与成反比 D. Q值过大会使频带宽度太窄通频性下降 13. 在谐振电路中，电流和电压在同相位时，它们的相位差为：（ ） A. 180度 B. 45度 C. 90度 D. 0度 14. 如图所示的交流电路中（ ） A. 的读数一定大于、的读数 B. 、的读数可能相等 C. 的读数可能等于、的读数之和 D. 、、的读数不可能相等 15. RLC 串联电路发生谐振时，下列参数中达到最小值的是（ ）​ A. 电流​ B. 阻抗​ C. 电感电压​ D. 电容电压​​ 16. Q值越大的谐振电路______。（ ） A. 频率越高 B. 带宽越宽 C. 能量损耗越小 D. 电路品质越差 17. 如图所示正弦交流电路发生谐振时，电流表A1、A2的读数分别为4A和3A，则电流表A3的读数为（ ） A. 7A B. 5A C. 1A D. 2A 18. RLC 串联电路发生串联谐振时，总电压与电流的相位关系是（ ）​ A. 总电压超前电流 ​ B. 总电压滞后电流​ C. 同相位​ D. 反相位​ 19. 在并联谐振电路中，如何通过改变电感来调整电路的品质因数Q？（ ） A. 增加电感 B. 减少电感 C. 电感的改变不影响Q值 D. 可能增加或减少，取决于电容值 20. 以下哪个参数直接影响RLC并联电路的谐振频率（ ） A. 电阻R B. 电源频率 C. 品质因数Q D. 电感L 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 串联谐振电路在实际应用中不会产生过电压现象。（ ） 22. 串联谐振发生时，电感电压和电容电压大小相等，方向相同。（ ） 23. 当串联谐振电路的质量因数Q增大时，其带宽会增加。（ ） 24. 特性阻抗与无关，但品质因数与有关。（ ） 25. 串联谐振电路的谐振频率下，电感和电容的阻抗呈现最大值。 （ ） 26. 并联谐振电路的阻抗最大，且为纯电阻。（ ） 27. 并联谐振电路的选择性可以用来选择电路的工作频率。（ ） 28. 并联谐振电路在谐振频率时，电路的阻抗最小。（ ） 29. 并联谐振也叫电流谐振。（ ） 30. 并联谐振电路的特点是电流的幅值最小，而电压的幅值最大。（ ） 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. RLC串联电路中，，，，外加电压有效值，试求： （1）电路的谐振频率。 （2）谐振时的电流。 （3）回路的品质因数和电容器两端的电压。 32. 如下图所示，在RLC并联电路中，，，。 （1）计算电路中，电流、、、总电流I。 （2）计算电路中，有功功率、无功功率、视在功率和功率因数。 （3）要使电路发生并联谐振，电容C不变，应将电感L更换成多大的值。 33. 串联谐振的条件是什么？串联谐振时电路有哪些重要特征？ 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 某电子设备的调谐单元由串联谐振电路和并联谐振电路组成。维修人员测得串联电路参数为：电阻 、电感 、电容 ，接入有效值为 的正弦交流电源。并联谐振支路采用电感 和电容 并联，接入有效值为 的正弦交流电源，忽略电感线圈电阻。（1）计算串联电路的谐振角频率、谐振频率、谐振电流，以及电感和电容两端的电压。（2）判断串联电路谐振时的阻抗、功率因数和电源电流分别具有什么特点。（3）计算并联谐振支路的谐振频率和谐振时电感支路的电流，说明并联谐振时输入端的主要特点。 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 $