第17卷 谐振电路（A卷） 河北省（对口升学）《电工技术基础与技能》（高教版·第4版） 单元过关卷

河北省（对口升学）电子电工类 《电工技术基础与技能》（高教版·第4版） 谐振电路（A卷） 单元过关卷 时间：60分钟 总分：100分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、填空题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 1. 串联正弦交流电路发生谐振的条件是______，串联谐振又称______。 【答案】① ② 电压谐振 【解析】串联谐振的条件是感抗与容抗相等，即 XL=XC。此时电感和电容的电抗相互抵消，电路总阻抗仅为电阻，电路呈纯电阻性，电源电压与电流同相，因此串联谐振又称电压谐振。 2. RLC串联谐振电路如图所示，已知电压表、的读数分别为150V和120V，则电压表V的读数为______。 【答案】90V 【解析】在串联谐振电路中，，由于两端电压为150V，所以可求得，即总电压。 3. 谐振电路中，当增大电感的值时，谐振频率______。 【答案】降低 【解析】在电容 C 不变时，谐振频率为。因此，增大电感 L 会使谐振频率降低。严格来说，谐振频率与电感值的平方根成反比。 4. 品质因数（Q值）可以用______来表示，它是电路中能量存储和损耗之间的______比值。 【答案】① Q ② 相对 【解析】品质因数用 Q 表示。它反映电路储存能量与损耗能量的关系，通常表示为储存能量与每周期损耗能量之比乘以 2π，即，因此它是电路中能量存储和损耗之间的相对比值。 5. 如图所示，若电路在开关S断开时的谐振频率为，则在开关S合上后电路的谐振频率为______。 【答案】0.5 6. 串联谐振电路中，谐振频率 f0=1000Hz，电感 L=10mH，则电容 C=______μF。​ 【答案】2.53​ 【解析】由串联谐振频率公式{{math:，得{{math:。 7. 在一个并联谐振电路中，电感和电容的能量损耗最小发生在电路处于______状态时。 【答案】谐振 【解析】在理想并联谐振电路中，电感支路与电容支路的无功电流大小相等、方向相反，电源只需提供电阻损耗对应的有功电流。因此，按题目所采用的理想化模型，电感和电容的能量损耗最小，电路处于谐振状态。 8. 如图所示的RLC并联交流电路，电路发生谐振的条件是______。 【答案】感抗与容抗相等 【解析】RLC并联交流电路，发生谐振的条件是感抗与容抗相等。 9. 并联谐振电路中的谐振频率主要与电容器的电容量有关。 【答案】电容器 【解析】并联谐振频率由电感和电容共同决定，理想情况下为。在电感等其他条件不变时，电容器的电容量越大，谐振频率越低；因此，谐振频率主要与电容器的电容量有关。 10. RLC并联谐振电路的特点是总阻抗最______，总电流最______。并联谐振时，支路电流等于总电流的______倍。因此，并联谐振也称______谐振。 【答案】① 大 ② 小 ③ Q ④ 电流 【解析】RLC并联谐振电路的特点是总阻抗最大，总电流最小。并联谐振时，支路电流等于总电流的Q倍。因此，并联谐振也称电流谐振。 二、单项选择题（本大题共15小题，每题3分，共45分） 11. 在一个RLC串联电路中，当电感L的电感值增大，同时电容C的电容值减小，而电阻R的阻值保持不变时，以下哪个描述是正确的？（ ） A. 共振频率增大 B. 共振频率减小 C. 品质因数减小 D. 带宽增大 【答案】A 【解析】串联 RLC 电路的共振频率为。当电感 L 增大、电容 C 减小时，乘积 LC 减小，因此共振频率增大。串联谐振电路的带宽为，在 R 不变且 L 增大时带宽减小。为保证单项选择题只有一个正确选项，将原选项 C 修正为“品质因数减小”，此项错误。因此正确答案为 A。 12. 在RLC串联电路中，当电路呈现谐振时，总阻抗为：（ ） A. 最大 B. 最小 C. 大于单个电阻的阻值 D. 等于单个电感的电抗 【答案】B 【解析】串联 RLC 电路的总阻抗为 Z=R+j(XL-XC)。发生谐振时，XL=XC，感抗与容抗相互抵消，因此 Z=R。对于串联电路，阻抗达到最小值，所以正确答案为 B。为避免选项 C 与 B 同时正确，将选项 C 修正为“大于单个电阻的阻值”。 13. 如图所示，电路在开关S断开时谐振频率为fo，在开关闭合后电路的谐振频率为（ ） A. 2fo B. C. fo D. 【答案】A 14. 串联谐振电路中，品质因数Q的表达式是（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】串联谐振时，品质因数为电抗与电阻之比：。又因为，所以。该表达式对应选项 B。原选项 C 与 B 完全等价，已将选项 C 修正为错误表达式，以保证题目只有一个正确选项。 15. 串联谐振电路中，电源频率f逐渐接近谐振频率的过程中，电路的总阻抗（ ） A. 逐渐增大 B. 逐渐减小 C. 先增大后减小 D. 先减小后增大 【答案】B 【解析】随着f接近，与差值逐渐减小，总阻抗Z逐渐减小。 16. 正弦交流电路如图所示，已知开关S打开时，电路发生谐振。当把开关合上时，电路呈现（ ） A. 阻性 B. 感性 C. 容性 D. 仍然谐振 【答案】B 17. 在串联谐振电路中，已知电感L = 0.1H，电容C = 10μF，则谐振频率为（ ） A. 159.2Hz B. 15920Hz C. 15.92Hz D. 1592Hz 【答案】D 【解析】谐振频率 ，选择 B 选项 18. 谐振电路的谐振频率取决于______。（ ） A. 电感值 B. 电容值 C. L、C值 D. 电阻值 【答案】C 【解析】谐振电路的谐振频率取决于电感和电容的数值。 19. 如图所示电路中，等效阻抗为（ ） A. 0 B. 22Ω C. D. 不能确定 【答案】C 20. 在RLC串联电路中，当电路发生谐振时，电路的总阻抗是多少（ ） A. 无穷大 B. 零 C. 等于电阻R D. 等于电感L 【答案】C 【解析】串联谐振时感抗与容抗相互抵消，总阻抗仅为电阻R，因此选C。 21. 某串联谐振电路的谐振频率 f0=1000Hz，当频率变为 900Hz 时，电路呈（ ）​ A. 电阻性​ B. 电感性​ C. 电容性​ D. 无法判断​ 【答案】C 【解析】频率低于谐振频率时，容抗大于感抗，电路呈容性，因此选C。 22. 如图所示为RLC并联谐振电路，品质因数，若总电流为，则（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】根据RLC并联谐振电路，电感、电容中通过的电流是电路总电流的Q倍，电容中通过的电流超前电压，电感中通过的电流滞后电压，则，，故D正确。 23. 测量串联谐振频率时，若电源电压不变，当频率偏离谐振点时，电流将（ ）​ A. 增大​ B. 先增大后减小​ C. 不变​ D. 减小​ 【答案】D 【解析】电源电压不变时，频率偏离谐振点使总阻抗增大，故电流减小，选B。 24. 品质因数 Q 值越大，串联谐振电路的选择性（ ）​ A. 越好 ​ B. 越差 ​ C. 不变 ​ D. 无法确定​ 【答案】A 【解析】品质因数越大，谐振曲线越尖锐，电路的选择性越好，因此选A。 25. 在并联谐振电路中，增加电容器的电容会对电路的总电流产生什么影响？（ ） A. 总电流增加 B. 总电流减少 C. 总电流不变 D. 总电流随其他因素变化 【答案】A 【解析】在并联谐振电路中，电容的容抗降低（容抗与电容成反比），因此对于一定的电压，通过电容的电流会增加，导致总电流增加。 三、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 26. 串联谐振电路中，品质因数与电感和电容的取值无关。（ ） 【答案】错误 【解析】因为 ，与电感、电容和电阻的取值有关。故表述错误。 27. 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。 28. 品质因数值的高低决定了电路选择性的好坏。Q值越大，选择性越好。（ ） 【答案】正确 【解析】品质因数越大，谐振曲线越尖锐，通频带越窄，电路的选择性越好。 29. 谐振电路的选择性指标是谐振频率附近其他频率的抑制能力。 （ ） 【答案】错误 【解析】错误。谐振电路的选择性指标是谐振峰值宽度，表示对于谐振频率附近的其他频率的抑制能力。 30. 在串联谐振电路中，谐振时电阻消耗的功率最大。（ ） 【答案】错误 【解析】在串联谐振电路中，谐振时电感的感抗和电容的容抗相互抵消，电路的总阻抗达到最低，因此电阻消耗的功率并不是最大。 31. 并联谐振电路的阻抗最大，且为纯电阻。（ ） 【答案】正确 【解析】并联谐振时感纳与容纳相互抵消，电路总导纳最小，因此阻抗最大且呈纯电阻性。 32. 线圈与电容并联的电路谐振时阻抗最大，利用这一特性可实现选频。（ ） 【答案】正确 【解析】并联谐振时电路阻抗最大，对谐振频率附近信号具有选择作用，因此可用作选频电路。 33. 在谐振电路中，当电感和电容的阻抗相等时，电路处于共振状态。（ ） 【答案】正确 【解析】当电感和电容的阻抗相等时，电路处于共振状态，即达到谐振频率。 34. 电感线圈与电容器构成的并联谐振电路用作选频电路时，品质因数越高，通频带就越宽，选择性就越好。（ ） 【答案】错误 【解析】品质因数越高，谐振曲线越尖锐，通频带越窄而选择性越好，因此题干说法错误。 35. 并联谐振电路的选择性越好，说明谐振峰值越宽。（ ） 【答案】错误 【解析】错误。选择性越好，表示谐振峰值越尖锐，抑制其他频率的能力越强。 四、简答题（本大题共2小题，每题5分，共10分） 36. 什么叫通频带？通频带与品质因数有什么关系？ 【答案】在电子技术中规定，当回路外加电压的幅值不变时，回路中产生的电流不小于谐振值的倍的一段频率范围，称为谐振电路的通频带，用表示。且，式中为通频带的上限频率，为通频带的下限频率。，越大，越窄，选择性越强。 【解析】通频带是回路电流不小于谐振电流倍时的频率范围，。由谐振特性可得，故越大，通频带越窄，选择性越强。 37. 当一个并联谐振电路处于谐振状态时，电感和电容的能量损耗为什么最小？请解释其原因。 【答案】在一个并联谐振电路中，当谐振频率达到时，电感和电容的阻抗相等且互相抵消，形成一个纯电阻。这时电路的总阻抗最小，使得电路中的电流达到最大值。由于电感和电容的能量来回交换，而且纯电阻不消耗能量，所以在谐振状态下电感和电容的能量损耗最小。 【解析】谐振时，电感与电容的感抗相等、相位相反，彼此补偿，能量在两者间往复交换，理想情况下不消耗有功功率；电路损耗仅由电阻产生，因此电感和电容的能量损耗最小。 五、计算题（本大题共1小题，每题5分，共5分） 38. 某电子设备的选频电路由串联谐振电路和并联谐振电路组成。串联谐振电路参数为：电阻 ＝20 Ω，电感 ＝10 mH，电容 ＝10 μF，接入正弦电压有效值 ＝10 V；并联谐振电路由电阻 ＝120 Ω、电感 ＝20 mH和电容 ＝5 μF组成，接入正弦电压有效值 ＝12 V。忽略电感和电容的损耗，求：（1）串联谐振电路的谐振频率、谐振时的总阻抗和电路电流。（2）并联谐振电路的谐振频率。（3）并联谐振时电阻支路、电感支路和电容支路的电流，以及电源总电流。 【答案】（1）串联谐振频率为 503.3 Hz，谐振时总阻抗为 20 Ω，电路电流为 0.50 A。（2）并联谐振频率为 503.3 Hz。（3）电阻支路电流为 0.10 A，电感支路电流和电容支路电流均约为 0.190 A，电源总电流为 0.10 A。 【解析】（1）串联谐振电路的谐振频率为 。 将、代入，得 。 串联谐振时，感抗与容抗相等且相互抵消，电路总阻抗为电阻： 。 因此，电路电流为 。 （2）并联谐振电路的谐振频率为 。 将、代入，得 。 （3）并联谐振时，电感支路电流与电容支路电流大小相等、相位相反，在电源端相互抵消。因此，电阻支路电流为 。 谐振角频率为 。 电感支路的感抗为 。 所以，电感支路电流为 。 谐振时，故电容支路电流为 。 由于电感支路和电容支路电流相互抵消，电源总电流等于电阻支路电流，即 。 因此，答案为：串联谐振频率约为503.3 Hz，总阻抗为20 Ω，电流为0.50 A；并联谐振频率约为503.3 Hz；并联谐振时电阻、电感、电容支路电流分别为0.10 A、0.190 A、0.190 A，电源总电流为0.10 A。 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 $ 河北省（对口升学）电子电工类 《电工技术基础与技能》（高教版·第4版） 谐振电路（A卷） 单元过关卷 时间：60分钟 总分：100分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、填空题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 1. 串联正弦交流电路发生谐振的条件是______，串联谐振又称______。 2. RLC串联谐振电路如图所示，已知电压表、的读数分别为150V和120V，则电压表V的读数为______。 3. 谐振电路中，当增大电感的值时，谐振频率______。 4. 品质因数（Q值）可以用______来表示，它是电路中能量存储和损耗之间的______比值。 5. 如图所示，若电路在开关S断开时的谐振频率为，则在开关S合上后电路的谐振频率为______。 6. 串联谐振电路中，谐振频率 f0=1000Hz，电感 L=10mH，则电容 C=______μF。​ 7. 在一个并联谐振电路中，电感和电容的能量损耗最小发生在电路处于______状态时。 8. 如图所示的RLC并联交流电路，电路发生谐振的条件是______。 9. 并联谐振电路中的谐振频率主要与电容器的电容量有关。 10. RLC并联谐振电路的特点是总阻抗最______，总电流最______。并联谐振时，支路电流等于总电流的______倍。因此，并联谐振也称______谐振。 二、单项选择题（本大题共15小题，每题3分，共45分） 11. 在一个RLC串联电路中，当电感L的电感值增大，同时电容C的电容值减小，而电阻R的阻值保持不变时，以下哪个描述是正确的？（ ） A. 共振频率增大 B. 共振频率减小 C. 品质因数减小 D. 带宽增大 12. 在RLC串联电路中，当电路呈现谐振时，总阻抗为：（ ） A. 最大 B. 最小 C. 大于单个电阻的阻值 D. 等于单个电感的电抗 13. 如图所示，电路在开关S断开时谐振频率为fo，在开关闭合后电路的谐振频率为（ ） A. 2fo B. C. fo D. 14. 串联谐振电路中，品质因数Q的表达式是（ ） A. B. C. D. 15. 串联谐振电路中，电源频率f逐渐接近谐振频率的过程中，电路的总阻抗（ ） A. 逐渐增大 B. 逐渐减小 C. 先增大后减小 D. 先减小后增大 16. 正弦交流电路如图所示，已知开关S打开时，电路发生谐振。当把开关合上时，电路呈现（ ） A. 阻性 B. 感性 C. 容性 D. 仍然谐振 17. 在串联谐振电路中，已知电感L = 0.1H，电容C = 10μF，则谐振频率为（ ） A. 159.2Hz B. 15920Hz C. 15.92Hz D. 1592Hz 18. 谐振电路的谐振频率取决于______。（ ） A. 电感值 B. 电容值 C. L、C值 D. 电阻值 19. 如图所示电路中，等效阻抗为（ ） A. 0 B. 22Ω C. D. 不能确定 20. 在RLC串联电路中，当电路发生谐振时，电路的总阻抗是多少（ ） A. 无穷大 B. 零 C. 等于电阻R D. 等于电感L 21. 某串联谐振电路的谐振频率 f0=1000Hz，当频率变为 900Hz 时，电路呈（ ）​ A. 电阻性​ B. 电感性​ C. 电容性​ D. 无法判断​ 22. 如图所示为RLC并联谐振电路，品质因数，若总电流为，则（ ） A. B. C. D. 23. 测量串联谐振频率时，若电源电压不变，当频率偏离谐振点时，电流将（ ）​ A. 增大​ B. 先增大后减小​ C. 不变​ D. 减小​ 24. 品质因数 Q 值越大，串联谐振电路的选择性（ ）​ A. 越好 ​ B. 越差 ​ C. 不变 ​ D. 无法确定​ 25. 在并联谐振电路中，增加电容器的电容会对电路的总电流产生什么影响？（ ） A. 总电流增加 B. 总电流减少 C. 总电流不变 D. 总电流随其他因素变化 三、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 26. 串联谐振电路中，品质因数与电感和电容的取值无关。（ ） 27. 串联谐振发生时，电感电压和电容电压大小相等，方向相同。（ ） 28. 品质因数值的高低决定了电路选择性的好坏。Q值越大，选择性越好。（ ） 29. 谐振电路的选择性指标是谐振频率附近其他频率的抑制能力。 （ ） 30. 在串联谐振电路中，谐振时电阻消耗的功率最大。（ ） 31. 并联谐振电路的阻抗最大，且为纯电阻。（ ） 32. 线圈与电容并联的电路谐振时阻抗最大，利用这一特性可实现选频。（ ） 33. 在谐振电路中，当电感和电容的阻抗相等时，电路处于共振状态。（ ） 34. 电感线圈与电容器构成的并联谐振电路用作选频电路时，品质因数越高，通频带就越宽，选择性就越好。（ ） 35. 并联谐振电路的选择性越好，说明谐振峰值越宽。（ ） 四、简答题（本大题共2小题，每题5分，共10分） 36. 什么叫通频带？通频带与品质因数有什么关系？ 37. 当一个并联谐振电路处于谐振状态时，电感和电容的能量损耗为什么最小？请解释其原因。 五、计算题（本大题共1小题，每题5分，共5分） 38. 某电子设备的选频电路由串联谐振电路和并联谐振电路组成。串联谐振电路参数为：电阻 ＝20 Ω，电感 ＝10 mH，电容 ＝10 μF，接入正弦电压有效值 ＝10 V；并联谐振电路由电阻 ＝120 Ω、电感 ＝20 mH和电容 ＝5 μF组成，接入正弦电压有效值 ＝12 V。忽略电感和电容的损耗，求：（1）串联谐振电路的谐振频率、谐振时的总阻抗和电路电流。（2）并联谐振电路的谐振频率。（3）并联谐振时电阻支路、电感支路和电容支路的电流，以及电源总电流。 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 $