第13练 纯电容交流电路 山东省（春季高考）机械制造类《电工技术基础与技能》（高教版·第4版） 一课一练

编写说明：考虑到中职学生普遍基础知识相对薄弱的情况，我们依据支架式教学理念，精心编制了山东省（春季高考）《电工技术基础与技能》（高教版·第4版）一课一练。专辑里的每一份练习，都与课堂所授知识点紧密相关，题目围绕课堂所学知识点呈现。目的在于激发学生的学习兴趣，培养他们的学习自觉性，帮助学生扎实掌握课程的基本概念与基本方法。 本卷是山东省（春季高考）《电工技术基础与技能》（高教版·第4版）一课一练的第13练，内容为：纯电容电路电压与电流关系、容抗计算。 山东省（春季高考）一课一练 《电工技术基础与技能》（高教版·第4版） 第13练 纯电容交流电路 一、单项选择题 1. 已知电路中某元件的电压和电流分别为u=50cos（314t）V，i=–2sin(314tA，则该元件的性质是（ ） A. 电感性元件 B. 电容性元件 C. 纯电容元件 D. 纯电感元件 2. 如图所示，仅增大电源的频率，下列说法不正确的是（ ） A. A灯变亮 B. B灯变暗 C. C灯亮度不变 D. A、B、C灯亮度均不变 3. 下面关于纯电容电路说法正确的是（ ） A. 电流滞后电压 B. 在一个周期内消耗的有功功率为零 C. 容抗与频率成正比 D. 最大值、有效值、瞬时值均符合欧姆定律 4. 纯电容电路中，阻抗的计算方法是什么（ ） A. Z=1/(jωC) B. Z=jωC C. Z=R+ j/ωC D. 以上都不对 二、填空题 5. 已知纯电容交流电路两端电压为，电容值为，则该电容的容抗为______，通过电容的电流瞬时值表达式为______。 6. 图为______的波形图图。 7. 已知电路中电源电压的频率为50Hz，电容，，则的初相位为______。 8. 电容对交流电的阻抗作用取决于电容的______和交流电的______。 三、计算题 9. 电容为5μF的电容器接到220V，50Hz的交流电源上，通过电容器的电流是多大?将电容器容量改为0．05μF时，通过的电流是多大? 四、综合应用题 10. 在机械设备电气控制柜的交流试验中，检修人员将一只容量为20 μF的电容器接入频率为50 Hz、电压有效值为220 V的正弦交流电路。已知纯电容电路中，电流有效值与电压有效值均为有效值。求：（1）计算该电容器的容抗和电路中的电流有效值，取π＝3.14，结果保留两位小数。（2）若电源频率升高到100 Hz，电压有效值仍为220 V，比较电容器容抗和电流有效值的变化。（3）说明纯电容电路中电流与电压的相位关系。 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 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 编写说明：考虑到中职学生普遍基础知识相对薄弱的情况，我们依据支架式教学理念，精心编制了山东省（春季高考）《电工技术基础与技能》（高教版·第4版）一课一练。专辑里的每一份练习，都与课堂所授知识点紧密相关，题目围绕课堂所学知识点呈现。目的在于激发学生的学习兴趣，培养他们的学习自觉性，帮助学生扎实掌握课程的基本概念与基本方法。 本卷是山东省（春季高考）《电工技术基础与技能》（高教版·第4版）一课一练的第13练，内容为：纯电容电路电压与电流关系、容抗计算。 山东省（春季高考）一课一练 《电工技术基础与技能》（高教版·第4版） 第13练 纯电容交流电路 一、单项选择题 1. 已知电路中某元件的电压和电流分别为u=50cos（314t）V，i=–2sin(314tA，则该元件的性质是（ ） A. 电感性元件 B. 电容性元件 C. 纯电容元件 D. 纯电感元件 【答案】C 【解析】i=–2sin(314t2cos（314t），u=50cos（314t）。对于纯电感元件，电压超前电流 ；对于纯电容元件，电流超前电压。此题目中电流相位比电压相位超前，即电流超前电压，所以该元件的性质是纯电容元件。故选D。 2. 如图所示，仅增大电源的频率，下列说法不正确的是（ ） A. A灯变亮 B. B灯变暗 C. C灯亮度不变 D. A、B、C灯亮度均不变 【答案】D 【解析】A 选项仅增大电源频率时，电容对电流的阻碍作用减小，通过 A 灯的电流增大，A 灯变亮，A 选项说法正确。 B 选项仅增大电源频率时，电感对电流的阻碍作用增大，通过 B 灯的电流减小，B 灯变暗，B 选项说法正确。 C 选项仅增大电源频率时，电阻对电流的阻碍作用与频率无关，通过 C 灯的电流不变，C 灯亮度不变，C 选项说法正确。 D 选项由前面分析可知，A、B 灯亮度会改变，D 选项说法错误 3. 下面关于纯电容电路说法正确的是（ ） A. 电流滞后电压 B. 在一个周期内消耗的有功功率为零 C. 容抗与频率成正比 D. 最大值、有效值、瞬时值均符合欧姆定律 【答案】B 【解析】纯电容交流电路中，电流超前电压，因此选项A错误。电容只储存和释放电能，不消耗有功功率，一个周期内消耗的有功功率为零，因此选项B正确。容抗公式为，容抗与频率成反比，因此选项C错误。纯电容电路中，瞬时电流与瞬时电压不满足普通欧姆定律，最大值和有效值可用相应的电抗关系计算，因此选项D错误。故选B。 4. 纯电容电路中，阻抗的计算方法是什么（ ） A. Z=1/(jωC) B. Z=jωC C. Z=R+ j/ωC D. 以上都不对 【答案】A 【解析】纯电容电路中阻抗的计算方法是Z=1/(jωC)。 二、填空题 5. 已知纯电容交流电路两端电压为，电容值为，则该电容的容抗为______，通过电容的电流瞬时值表达式为______。 【答案】31.8Ω； 【解析】电容的容抗为。纯电容电路中电流有效值为，且电流超前电压，所以电流初相位为。 6. 图为______的波形图图。 【答案】纯电容电路的功率 7. 已知电路中电源电压的频率为50Hz，电容，，则的初相位为______。 【答案】 【解析】已知电容两端电压为。纯电容电路中，电流满足，因此电流超前电压。所以电流的初相位为，即的初相位为。 8. 电容对交流电的阻抗作用取决于电容的______和交流电的______。 【答案】① 大小 ② 频率 【解析】电容的阻抗随着电容的大小增加而减小，随着频率增加而增加。 三、计算题 9. 电容为5μF的电容器接到220V，50Hz的交流电源上，通过电容器的电流是多大?将电容器容量改为0．05μF时，通过的电流是多大? 【答案】0.345A ；3.45mA 【解析】本题可先根据容抗公式求出不同电容下的容抗，再结合欧姆定律求出通过电容器的电流。 已知f=50Hz，F，将其代入容抗公式可得： ≈636.94Ω 电流： 已知U=220V，将U和代入欧姆定律可得： ≈0.345A 电容F时容抗： 已知f=50Hz，C2=0.05μF=0.05×1F，将其代入容抗公式可得： ≈63694.27Ω 电流： 已知U=220V，将U和代入欧姆定律可得： ≈0.00345A=3.45mA 综上，电容为5μF时，通过电容器的电流约为0.345A；电容为0.05μF时，通过电容器的电流约为3.45mA。 四、综合应用题 10. 在机械设备电气控制柜的交流试验中，检修人员将一只容量为20 μF的电容器接入频率为50 Hz、电压有效值为220 V的正弦交流电路。已知纯电容电路中，电流有效值与电压有效值均为有效值。求：（1）计算该电容器的容抗和电路中的电流有效值，取π＝3.14，结果保留两位小数。（2）若电源频率升高到100 Hz，电压有效值仍为220 V，比较电容器容抗和电流有效值的变化。（3）说明纯电容电路中电流与电压的相位关系。 【答案】（1）电容容抗为159.24 Ω，电流有效值为1.38 A。根据公式：。。。根据欧姆定律：。。（2）频率由50 Hz升高到100 Hz后，容抗减小为原来的一半，即79.62 Ω；在电压不变时，电流有效值增大为原来的2倍，即2.76 A。（3）纯电容电路中，电流超前电压。 【解析】（1）先将电容量换算为法拉，再用求容抗，最后用求电流。（2）容抗与频率成反比，电压不变时电流随频率升高而增大。（3）纯电容电路中电流超前电压。 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 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $