第20卷 三相正弦交流电路（B卷） 内蒙古自治区（职教高考）《电工技术基础与技能》（高教版·第4版） 单元过关卷

内蒙古自治区（职教高考）机电类 《电工技术基础与技能》（高教版·第4版） 三相正弦交流电路（B卷） 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15小题，每题3分，共45分） 1. 以下相序为逆相序的是（ ） A. B. C. D. 2. 在三相四线制供电系统中，当三相负载不对称时，各相电压相等，中性线中的电流（ ） A. 不等于零 B. 等于零 C. 增大 D. 减小 3. 如图所示，三相负载接在对称三相电源上，相电压为220V，下列说法正确的是（ ） A. 因为各相阻抗，所以是对称负载 B. 各相的相电流相等 C. D. 中线电流为33A 4. 三相对称负载作连接时，线电流和相电流的大小及相位关系是（ ） A. 线电流是相电流的倍，且滞后于相应的相电流 B. 线电流是相电流的倍，且超前于相应的相电流 C. 线电流是相电流的倍，且滞后于相应的相电流 D. 线电流与相电流大小及相位均相等 5. 在三相对称负载电路中，三相电源输出的总的有功功率为（ ） A. B. C. D. 6. 如图所示电路中,接有负载的理想变压器的一次输入阻抗是|则变压器的匝数比:是（ ） A. 4:1 B. 2:1 C. 1:2 D. 1:4 7. 在对称三相正弦交流电源中，三相相电压的有效值均为220 V。若负载采用星形连接，则任意一相负载两端的电压有效值为（ ） A. 220 V B. 311 V C. 380 V D. 440 V 8. 三相对称正弦电压的相序为U、V、W。已知U相电压达到正最大值后，下一相达到正最大值的是（ ） A. V相 B. W相 C. U相 D. 三相同时 9. 如图所示，变压器的输入电压u一定，两个二次绕组的匝数是N2和N3。当电热器接a、b,而c、d空载时,电流表读数是I1；当同一电热器接c、d,而a、b空载时,电流表读数I1′，则I1：I1′=（ ） A. N2:N3 B. N3:N2 C. N22:N32 D. N32:N22 10. 三相对称负载采用三角形连接时，每相负载承受的电压有效值等于（ ） A. 相电压的三分之一 B. 相电压的平方值 C. 线电压的有效值 D. 线电压有效值的根号三倍 11. 三相对称负载接入对称三相电源后，若负载采用星形连接且中性线未接出，则三相负载中性点的电位（ ） A. 必定高于电源中性点 B. 必定低于电源中性点 C. 在对称条件下与电源中性点等电位 D. 随电源频率变化而固定偏移 12. 在如图所示的三相交流电路中，设三相负载、、，的大小相同、性质相同，开关S1闭合且当开关S2闭合时，电流表A1的读数为10.0A，则当开关S2断开时，各电流表的读数为（ ） A. 三只电流表的读数相同，均为5.77A B. 三只电流表的读数相同，均为10.0A C. 电流表A1、A2的读数相同，均为5.77A D. 电流表A2、A3的读数相同，均为10.0A 13. 三相四线制供电系统中，若三相负载完全对称，则中性线中的电流有效值为（ ） A. 等于一相电流有效值 B. 等于线电流有效值的根号三倍 C. 等于三相电流有效值之和 D. 等于零 14. 一台三相对称纯电阻负载接在380 V三相电源上，线电流为5 A，则该负载消耗的有功功率约为（ ） A. 0.66 kW B. 1.90 kW C. 3.29 kW D. 5.70 kW 15. 对于三相对称感性负载，功率因数角为φ。该负载的有功功率应表示为（ ） A. P=UI B. P=√3UIcosφ C. P=√3UIsinφ D. P=3UIcosφ 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 16. 两根相线间的电压称为相电压。（ ） 17. 交流发电机通过电磁感应原理产生正弦交流电。（ ） 18. 三相交流电源相线与相线间的电压叫线电压，市电线电压为。（ ） 19. 在三相负载中，如果负载为纯电感，功率因数为0，则相位角 φ 为180度。 （ ） 20. 三相对称正弦电流的瞬时值之和在任意时刻都等于零。（ ） 21. 三相对称负载采用三角形连接时，线电流的有效值等于相电流有效值的根号三倍。（ ） 22. 在三相对称电路中，只要三相负载的电阻值相等，就可以判定三相负载的功率因数一定相等。（ ） 23. 在对称三相正弦交流电路中，三相电源的各相电压有效值相等，且相邻两相电压的相位差为。（ ） 24. 三相对称负载采用星形连接时，线电压的有效值是相电压有效值的√3倍。（ ） 25. 对称三相四线制电路中，若三相负载完全对称，则中性线中的电流为零。（ ） 三、填空题（本大题共5小题，每题2分，共10分） 26. 三相交流电源中，三相电动势依次达到正最大值的先后次序称为______。 27. 三相对称电源的三个相电压有效值______、频率相同，且相邻相电压的相位差为。 28. 如图所示小型电源变压器，可以输出的电压有______不同的值。 29. 三相负载采用星形连接时，线电流与相电流的关系是线电流有效值______相电流有效值。 30. 三相对称负载采用三角形连接时，线电压有效值______相电压有效值，线电流有效值是相电流有效值的______倍。 四、简答题（本大题共3小题，每题5分，共15分） 31. 有一个三相四线制供电系统，相序为 A-B-C，A 相电压 。 （1）写出B相和C相电压的表达式。 （2）若某负载为Y形连接，每相负载电阻R=10Ω，求线电流。 32. 如下图所示，电源的线电压为380V。请完成下列问题： （1）电源的相电压是多少? （2）与 的相位差是多少? （3）线的名称是什么? （4）如果负载为三相对称负载， 线是否可以省略?上述情况下，每相电阻 ，感抗 线电流是多少? 33. 某三相异步电动机额定数据为，，，，，求输入功率P、线电流及额定转矩。 五、综合应用题（本大题共2小题，每题5分，共10分） 34. 某三相交流加热装置的三个电热元件完全相同，每个元件的电阻为24 Ω，采用三角形连接，接入线电压为380 V的三相对称电源，功率因数按1计算。装置连续运行2.5 h。试计算并分析： （1）每个电热元件两端的相电压和相电流； （2）装置的线电流和总有功功率； （3）装置运行2.5 h消耗的电能，并说明若将元件改接为星形连接而电源电压不变时，加热功率将如何变化。 35. 某车间三相电热设备由三个阻值均为18 Ω的电阻组成，采用星形连接，接入线电压为400 V的三相四线制电源。设备运行时三相负载保持对称，连续工作1.5 h。试完成下列任务： （1）计算每个电阻承受的相电压以及通过的相电流； （2）计算电源线电流和设备的总有功功率； （3）计算设备在规定时间内消耗的电能，并判断中性线是否有电流，说明理由。 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 $ 内蒙古自治区（职教高考）机电类 《电工技术基础与技能》（高教版·第4版） 三相正弦交流电路（B卷） 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15小题，每题3分，共45分） 1. 以下相序为逆相序的是（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】相序按各相电压达到正向最大值的先后顺序排列。U-V-W、V-W-U、W-U-V为正相序；W-V-U为逆相序。因此选A。 2. 在三相四线制供电系统中，当三相负载不对称时，各相电压相等，中性线中的电流（ ） A. 不等于零 B. 等于零 C. 增大 D. 减小 【答案】A 【解析】在三相四线制供电系统中，电源中性点与负载中性点通过中性线连接。当三相负载不对称时，三相负载电流的相量和不为零，因此中性线中有电流通过，即中性线电流不等于零。故选A。 3. 如图所示，三相负载接在对称三相电源上，相电压为220V，下列说法正确的是（ ） A. 因为各相阻抗，所以是对称负载 B. 各相的相电流相等 C. D. 中线电流为33A 【答案】B 4. 三相对称负载作连接时，线电流和相电流的大小及相位关系是（ ） A. 线电流是相电流的倍，且滞后于相应的相电流 B. 线电流是相电流的倍，且超前于相应的相电流 C. 线电流是相电流的倍，且滞后于相应的相电流 D. 线电流与相电流大小及相位均相等 【答案】A 【解析】三角形连接中，线电流为相电流的√3倍，且线电流滞后相应相电流，因此选A。 5. 在三相对称负载电路中，三相电源输出的总的有功功率为（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】三相对称负载的总有功功率为各相有功功率之和，即P=3UP IP cosφ。根据三相对称电路的线、相电压和线、相电流关系，可得P=√3ULI_{Lcos}φ。因此在修正后的选项中，只有选项A正确，故选A。 6. 如图所示电路中,接有负载的理想变压器的一次输入阻抗是|则变压器的匝数比:是（ ） A. 4:1 B. 2:1 C. 1:2 D. 1:4 【答案】C 【解析】 7. 在对称三相正弦交流电源中，三相相电压的有效值均为220 V。若负载采用星形连接，则任意一相负载两端的电压有效值为（ ） A. 220 V B. 311 V C. 380 V D. 440 V 【答案】A 【解析】星形连接时，每相负载接在一根相线与中性点之间，负载两端电压等于相电压，因此为220 V。380 V是线电压的有效值，311 V是220 V相电压的最大值。 8. 三相对称正弦电压的相序为U、V、W。已知U相电压达到正最大值后，下一相达到正最大值的是（ ） A. V相 B. W相 C. U相 D. 三相同时 【答案】B 【解析】在规定的正相序U、V、W中，各相电压依次相差，因此U相达到正最大值后，下一相达到正最大值的是W相。V相在相位上滞后于U相。 9. 如图所示，变压器的输入电压u一定，两个二次绕组的匝数是N2和N3。当电热器接a、b,而c、d空载时,电流表读数是I1；当同一电热器接c、d,而a、b空载时,电流表读数I1′，则I1：I1′=（ ） A. N2:N3 B. N3:N2 C. N22:N32 D. N32:N22 【答案】C 10. 三相对称负载采用三角形连接时，每相负载承受的电压有效值等于（ ） A. 相电压的三分之一 B. 相电压的平方值 C. 线电压的有效值 D. 线电压有效值的根号三倍 【答案】C 【解析】三角形连接时，每相负载直接接在线电压之间，因此每相负载承受的电压有效值等于线电压有效值。线电流与相电流之间才存在根号三的关系。 11. 三相对称负载接入对称三相电源后，若负载采用星形连接且中性线未接出，则三相负载中性点的电位（ ） A. 必定高于电源中性点 B. 必定低于电源中性点 C. 在对称条件下与电源中性点等电位 D. 随电源频率变化而固定偏移 【答案】C 【解析】三相负载对称时，三相电流的相量和为零，中性点没有位移，因此负载中性点与电源中性点等电位。中性线是否接出在此对称条件下不影响这一结论。 12. 在如图所示的三相交流电路中，设三相负载、、，的大小相同、性质相同，开关S1闭合且当开关S2闭合时，电流表A1的读数为10.0A，则当开关S2断开时，各电流表的读数为（ ） A. 三只电流表的读数相同，均为5.77A B. 三只电流表的读数相同，均为10.0A C. 电流表A1、A2的读数相同，均为5.77A D. 电流表A2、A3的读数相同，均为10.0A 【答案】C 【解析】答案是C 13. 三相四线制供电系统中，若三相负载完全对称，则中性线中的电流有效值为（ ） A. 等于一相电流有效值 B. 等于线电流有效值的根号三倍 C. 等于三相电流有效值之和 D. 等于零 【答案】D 【解析】三相对称负载工作时，三相电流大小相等、相位互差，三相电流的相量和为零，因此中性线电流为零。这里的相量和不能按三个电流有效值直接相加。 14. 一台三相对称纯电阻负载接在380 V三相电源上，线电流为5 A，则该负载消耗的有功功率约为（ ） A. 0.66 kW B. 1.90 kW C. 3.29 kW D. 5.70 kW 【答案】C 【解析】三相有功功率公式为P=√3UIcosφ。纯电阻负载的功率因数cosφ为1，代入U=380 V、I=5 A，得P≈1.732×380×5=3.29 kW。 15. 对于三相对称感性负载，功率因数角为φ。该负载的有功功率应表示为（ ） A. P=UI B. P=√3UIcosφ C. P=√3UIsinφ D. P=3UIcosφ 【答案】B 【解析】三相对称负载的有功功率为P=√3UIcosφ，其中U和I分别为线电压和线电流有效值。sinφ用于计算无功功率，不能直接代替有功功率公式中的cosφ。 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 16. 两根相线间的电压称为相电压。（ ） 【答案】错误 【解析】相线与相线之间的电压称为线电压，相线与中性线之间的电压称为相电压。故错误。 17. 交流发电机通过电磁感应原理产生正弦交流电。（ ） 【答案】正确 【解析】交流发电机利用电磁感应现象转换机械能为电能，产生正弦交流电。 18. 三相交流电源相线与相线间的电压叫线电压，市电线电压为。（ ） 【答案】正确 【解析】相线与相线之间的电压称为线电压，我国低压三相交流系统的线电压通常为380V，因此判断为正确。 19. 在三相负载中，如果负载为纯电感，功率因数为0，则相位角 φ 为180度。 （ ） 【答案】错误 【解析】纯电感负载的功率因数为cosφ=0，因此相位角φ=，而不是。在纯电感电路中，电压超前电流。所以题干说法错误，判断为错误。 20. 三相对称正弦电流的瞬时值之和在任意时刻都等于零。（ ） 【答案】正确 【解析】三相对称电流的幅值相等、相位依次相差，对应的三个正弦量在任意时刻相加均为零。这是三相对称系统中性线电流为零的重要依据。 21. 三相对称负载采用三角形连接时，线电流的有效值等于相电流有效值的根号三倍。（ ） 【答案】正确 【解析】三角形连接时，每根线电流是相邻两相负载电流的相量差，在线路对称条件下其有效值为相电流有效值的根号三倍。星形连接时，线电流有效值才等于相电流有效值。 22. 在三相对称电路中，只要三相负载的电阻值相等，就可以判定三相负载的功率因数一定相等。（ ） 【答案】错误 【解析】三相负载的功率因数由各相阻抗的电阻和电抗共同决定，仅电阻值相等不能保证各相电抗相同。只有各相阻抗性质和参数均对称时，才能判定三相功率因数相等。 23. 在对称三相正弦交流电路中，三相电源的各相电压有效值相等，且相邻两相电压的相位差为。（ ） 【答案】正确 【解析】对称三相正弦电源的三相电压幅值和频率相同，彼此相位差均为，因此该说法正确。 24. 三相对称负载采用星形连接时，线电压的有效值是相电压有效值的√3倍。（ ） 【答案】正确 【解析】星形连接时，线电压由两个相电压的相量差得到，其有效值为相电压的√3倍，因此该说法正确。 25. 对称三相四线制电路中，若三相负载完全对称，则中性线中的电流为零。（ ） 【答案】正确 【解析】三相负载对称时，三相电流大小相等、相位互差，三相电流的相量和为零，所以中性线电流为零。 三、填空题（本大题共5小题，每题2分，共10分） 26. 三相交流电源中，三相电动势依次达到正最大值的先后次序称为______。 【答案】相序 【解析】三相电动势依次达到正最大值的顺序称为相序，常用正序、负序和零序表示不同的相位排列关系。 27. 三相对称电源的三个相电压有效值______、频率相同，且相邻相电压的相位差为。 【答案】相等 【解析】对称三相电源的三个相电压具有相等的有效值和相同的频率，彼此相位差为。 28. 如图所示小型电源变压器，可以输出的电压有______不同的值。 【答案】7种 29. 三相负载采用星形连接时，线电流与相电流的关系是线电流有效值______相电流有效值。 【答案】等于 【解析】星形连接时，每根相线中流过的电流就是对应负载相电流，因此线电流有效值等于相电流有效值。 30. 三相对称负载采用三角形连接时，线电压有效值______相电压有效值，线电流有效值是相电流有效值的______倍。 【答案】等于；√3 【解析】三角形连接时，每个负载相端直接接在线电压之间，因此线电压等于相电压；线电流是两个相电流的相量差，其有效值为相电流的√3倍。 四、简答题（本大题共3小题，每题5分，共15分） 31. 有一个三相四线制供电系统，相序为 A-B-C，A 相电压 。 （1）写出B相和C相电压的表达式。 （2）若某负载为Y形连接，每相负载电阻R=10Ω，求线电流。 【答案】（1） ，uC=220√2sin(100π t +120°)V （2）22A 【解析】（1）因为相序为A-B-C，且三相电压在时间上互差，所以 ，uC=220√2sin(100π t +120°)V 。 （2）对于Y形连接的负载，相电压 ，根据欧姆定律 ，在Y形连接中，线电流等于相电流，即。 32. 如下图所示，电源的线电压为380V。请完成下列问题： （1）电源的相电压是多少? （2）与 的相位差是多少? （3）线的名称是什么? （4）如果负载为三相对称负载， 线是否可以省略?上述情况下，每相电阻 ，感抗 线电流是多少? 【答案】（1）220V （2） （3）中性线 （4）可以，22A 33. 某三相异步电动机额定数据为，，，，，求输入功率P、线电流及额定转矩。 【答案】，， 【解析】解：， ， 。 五、综合应用题（本大题共2小题，每题5分，共10分） 34. 某三相交流加热装置的三个电热元件完全相同，每个元件的电阻为24 Ω，采用三角形连接，接入线电压为380 V的三相对称电源，功率因数按1计算。装置连续运行2.5 h。试计算并分析： （1）每个电热元件两端的相电压和相电流； （2）装置的线电流和总有功功率； （3）装置运行2.5 h消耗的电能，并说明若将元件改接为星形连接而电源电压不变时，加热功率将如何变化。 【答案】（1）三角形连接时，相电压等于线电压，因此相电压为380 V；相电流为380 V除以24 Ω，约为15.83 A。 （2）线电流为√3×15.83 A，约为27.42 A；总有功功率为3×380 V×15.83 A，约为18.05 kW。 （3）消耗的电能为18.05 kW×2.5 h，约为45.13 kW·h。改接星形后，每个元件相电压变为380 V除以√3，约为219.4 V；由于电阻不变，总功率变为原来的三分之一，加热功率约为6.02 kW。 【解析】（1）三角形连接时负载相电压等于电源线电压，利用欧姆定律可求出相电流，即380 V除以24 Ω，得到约15.83 A。 （2）对称三角形负载的线电流为相电流的√3倍，总有功功率可按3乘以相电压乘以相电流计算，得到约18.05 kW。 （3）电能等于有功功率乘以运行时间，计算得到约45.13 kW·h。改为星形后，每个电阻承受的电压降低为原来的1除以√3，电阻负载功率与电压平方成正比，所以总功率降低为原来的三分之一。 35. 某车间三相电热设备由三个阻值均为18 Ω的电阻组成，采用星形连接，接入线电压为400 V的三相四线制电源。设备运行时三相负载保持对称，连续工作1.5 h。试完成下列任务： （1）计算每个电阻承受的相电压以及通过的相电流； （2）计算电源线电流和设备的总有功功率； （3）计算设备在规定时间内消耗的电能，并判断中性线是否有电流，说明理由。 【答案】（1）星形连接时，相电压为400 V除以√3，约为230.94 V；相电流为230.94 V除以18 Ω，约为12.83 A。 （2）星形连接时线电流等于相电流，因此线电流约为12.83 A；总有功功率为3×230.94 V×12.83 A，约为8.89 kW。 （3）消耗的电能为8.89 kW×1.5 h，约为13.34 kW·h。由于三相负载对称，三相电流相量和为零，中性线中没有电流。 【解析】（1）对称星形负载的相电压等于线电压除以√3，再根据欧姆定律求得相电流，结果分别约为230.94 V和12.83 A。 （2）星形连接时线电流等于相电流，纯电阻三相负载的总有功功率可按三相相电压与相电流之积的三倍计算，得到约8.89 kW。 （3）电能由有功功率乘以运行时间得到，约为13.34 kW·h。对称三相电流大小相等且相位互差，相量和为零，所以中性线没有电流。 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 $