内蒙古（对口招生）机电类 《电工技术基础与技能》项目九任务一 45分钟专题训练卷

内蒙古（对口招生）机电类《电工技术基础与技能》45分钟专题训练卷专辑，共205份试卷。试卷命题与高考紧密相关，精选具有代表性和典型性的高考常考题。旨在帮助学生系统地复习和巩固机电类理论知识，熟悉高考题型和命题规律，提高解题能力和应试技巧，为高考取得优异成绩打下坚实的基础，本训练卷适用于即将参加机电类高考的学生。 与本专辑配套的还有内蒙古对口招生考试《机械基础》《机械制图》《电器及PLC控制技术》45分钟专题训练卷专辑，欢迎同学和老师们下载使用。 内蒙古（对口招生）机电类 《电工技术基础与技能》 项目九：瞬态过程 任务一：瞬态过程的概念及换路定律 时间：45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2分，共40分） 1. 电路发生换路瞬间，以下哪个描述是正确的（ ） A. 电路中的电流会立即跌至零 B. 电路中的电压会立即升高 C. 电容器两端电压不突变 D. 电路的电阻会增加 2. 在理想 RC 电路中，以下哪个因素不会影响时间常数（ ） A. 电阻值 B. 电容器容量 C. 电路的等效电阻 D. 电源电压的大小 3. 在如图所示的电路中，已知E=10V，，，当开关S断开瞬间，的大小为（ ） A. 5A B. 1.25A C. 0A D. 1A 4. 基尔霍夫电压定律的表述正确的是：（ ） A. 在任何一对连接的节点之间，电流的代数和为零 B. 电路中的每一个支路，电压与电流成正比 C. 电路中的每一个支路，电流与电压成正比 D. 在任何闭合回路中，各元件电压的代数和为零 5. 在一个 RLC 串联电路中，当系统达到稳态后，阻尼比对系统响应有什么影响（ ） A. 不影响 B. 决定系统振荡频率 C. 确定系统应恢复到稳定状态的速度 D. 决定系统最大电压值 6. 在一个 RC 电路中，如果电容器的初始电压为12V，电路中的初始电流为3A，电阻值为4Ω，电容值为0.36F，那么电容器放电到6V所需的时间是多少（ ） A. 0.5秒 B. 1秒 C. 2秒 D. 4秒 7. 在图电路中，当开关S闭合后，与电容串联的白炽灯（ ） A. 立即亮 B. 由亮逐渐变为不亮 C. 逐渐变亮 D. 由不亮逐渐变亮，再由亮逐渐变为不亮 8. 在一个 RC 电路中，当断开电源开关后电容器经电阻放电时，电容器上的电压会怎样变化（ ） A. 瞬间变为零 B. 瞬间增加到最大值 C. 逐渐减小至零 D. 保持不变 9. 在一个RC电路中，增加电阻的值会如何影响放电时间常数（ ） A. 增加 B. 减少 C. 不变 D. 取决于电容的值 10. 如图所示电路中，A、B两灯泡相同，通电后亮度一样，在开关S断开瞬间，两灯的表现是（ ） A. A灯先灭，B灯后灭 B. B灯先灭，A灯后灭 C. A、B两灯立即同时灭 D. A、B两灯稍后同时灭 11. 未充电的电容器与直流电源接通的瞬间，电容器（ ） A. 电容量为0 B. 相当于开路 C. 相当于短路 D. 两端的端电压为直流电压 12. 一个 RC 电路中的电容器已经充电到最终值。如果突然将另一个电阻器并联在电容器两端，电容器两端电压在换路瞬间会发生什么变化（ ） A. 电压会立即降低 B. 电压会立即升高 C. 电压不会改变 D. 电压会先升高后降低 13. 在一个 RC 电路中，电容器从零开始充电，当电容器电压达到最终稳定电压的63.2%时，所经过的时间是：（ ） A. 1个时间常数 B. 2个时间常数 C. 3个时间常数 D. 4个时间常数 14. 如图所示的电路，电灯A、B相同，电感线圈内阻不计，则下列说法正确的是（ ） A. 开关S闭合，电灯A逐渐变亮，电灯B立即亮 B. 开关S闭合，电灯A立即亮，逐渐变暗，最后熄灭，电灯B立即亮 C. 开关S闭合，电灯A立即亮，逐渐变暗，最后熄灭，电灯B逐渐变亮 D. 开关S断开，电灯A、B同时熄灭 15. 在一个 RC 电路中，如果电容器的初始电压为 8V，初始充电电流为 4A，电阻值为 2Ω，电容量为 0.5F，那么电容器充电至约 13V 所需的时间约为多少（ ） A. 0.5秒 B. 1秒 C. 2秒 D. 4秒 16. 在一个RC电路中，如果电容器的初始电压为6V，电路中的电流为2A，电容器的电容量为3F，那么电容器充电到12V所需的时间是多少（ ） A. 1秒 B. 2秒 C. 3秒 D. 4秒 17. 如图所示，A、B是完全相同的两个小灯泡，L为自感系数很大的线圈，其直流电阻小于灯泡电阻。闭合开关S，电路稳定时，B灯恰能正常发光，则（ ） A. 开关S闭合的瞬间，A比B先发光，随后B灯变亮 B. 闭合开关S，电路稳定时，A灯熄灭 C. 断开开关S的瞬间，A灯灯丝不可能被烧断 D. 断开开关S的瞬间，B灯不会立即熄灭 18. 电路发生瞬态过程的根本原因是（ ） A. 电阻元件在电路中持续消耗电能 B. 储能元件的能量不能发生突变 C. 电源电压的大小始终保持恒定 D. 开关的动作次数过于频繁 19. 一个RC电路中，电容器充电的时间常数（τ）是由哪些因素决定的？（ ） A. 电容器的电压 B. 电容器的电流 C. 电容器的电容量、电阻值 D. 电容器的电感 20. 在一个RC电路中，如果电容器的初始电压为6V，电路中的电流为2A，电容器的电容量为3F，那么电路中的电阻值是多少（ ） A. 2Ω B. 3Ω C. 4Ω D. 6Ω 二、填空题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 电路的接通或断开，电源的变化，电路参数的变化，电路的改变等是电路产生瞬态过程的______。 22. 在如图所示的电路中，开关S在1位置时，电路已处于稳定状态，则开关S拨至2位置并稳定后，V。 23. 瞬态过程的产生是由于物质具有能量不能______的特性而造成的。 24. 由换路定律可知，在换路一瞬间，未储能的电容器可视为______，未储能的电感可视为______。 25. 电路如图所示，已知电容初始电压，电感初始电流，在开关接通的瞬间，。 26. 当一个RC电路中的电容器放电到13.5%的初始电压时，经过______个时间常数。 27. 在一个RC电路中，当电容器充电到95%的最终电压时，经过______个时间常数。 28. 如图所示电路，当开关S闭合后，电路的时间常数为______；当开关S断开后，电路的时间常数为______。 29. 在一个RC电路中，初始电容器电压为9V，电路中的电阻值为2Ω，电容量为6F，放电到13.5%的初始电压所需的时间是______。 30. 在RL电路中，当开关突然关闭时，电感中的电流会发生______。 三、判断题（本大题共10小题，每题1分，共10分） 31. 换路定律适用于直流电路和交流电路。（ ） 32. 瞬态过程是指系统在作用力的影响下，仅在一个很短的时间内发生变化。（ ） 33. 电路的瞬态过程是由换路引起的，所以无论是什么电路，只要出现换路就会产生瞬态过程。（______） 34. 换路定律表述为电路中任意两点间的电压总和为一个定值。（ ） 35. 根据换路定律，在电路中的任意时刻，电容器两端的电压等于其前一时刻的电流。（ ） 36. 在RC电路中，电容器充电至电压的99%需要约3个时间常数。（ ） 37. 在一个RC电路中，放电过程中电容器上的电压会逐渐减小，直到等于0V。（ ） 38. 在RC电路中，电容器充电至电压的63.2%需要约2个时间常数。（ ） 39. uC(0–)=uC(0+) =0，电容相当于短路。（ ） 40. RC电路的放电过程中，放电曲线呈指数变化。（ ） 四、简答题（本大题共4小题，每题5分，共20分） 41. 名词解释： 过渡过程 42. 在如图所示的电路中，在t=0时开关S闭合，S闭合前电路已达稳态。求t≥0时的、和。 43. 简述电路产生瞬态过程的条件，并说明换路定律的基本内容。 44. 某设备分别采用RC串联电路和RL串联电路接通24 V直流电源，电阻均为12 Ω。RC电路中电容为500 μF，RL电路中电感为0.6 H，换路前电容未充电、电感电流为零。回答下列问题。（1）计算两个电路的时间常数。（2）计算接通电源经过一个时间常数时，RC电路中电容两端电压和RL电路中的电流。（3）说明接通瞬间及达到稳态后，电容和电感在电路中的等效特性。 五、综合应用题（本大题共1小题，每题10分，共10分） 45. 某自动送料装置采用24 V直流控制电路。按下启动按钮后，电容器通过电阻充电，当电容电压达到15 V时，控制三极管导通，使继电器线圈接入24 V电源。已知充电电阻 ，电容 ；继电器线圈可等效为电阻 、电感 的串联电路，继电器吸合电流为1.50 A。（1）计算从按下启动按钮到电容电压达到15 V所需的时间。（2）继电器线圈接通电源后0.10 s，判断继电器能否吸合。（3）说明继电器线圈断电时并联续流二极管的作用，以及使用续流二极管对继电器释放速度的影响。 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（对口招生）机电类《电工技术基础与技能》45分钟专题训练卷专辑，共205份试卷。试卷命题与高考紧密相关，精选具有代表性和典型性的高考常考题。旨在帮助学生系统地复习和巩固机电类理论知识，熟悉高考题型和命题规律，提高解题能力和应试技巧，为高考取得优异成绩打下坚实的基础，本训练卷适用于即将参加机电类高考的学生。 与本专辑配套的还有内蒙古对口招生考试《机械基础》《机械制图》《电器及PLC控制技术》45分钟专题训练卷专辑，欢迎同学和老师们下载使用。 内蒙古（对口招生）机电类 《电工技术基础与技能》 项目九：瞬态过程 任务一：瞬态过程的概念及换路定律 时间：45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2分，共40分） 1. 电路发生换路瞬间，以下哪个描述是正确的（ ） A. 电路中的电流会立即跌至零 B. 电路中的电压会立即升高 C. 电容器两端电压不突变 D. 电路的电阻会增加 【答案】C 【解析】根据换路定律，电容器两端电压不能突变，即uC(0+)=uC(0-)；电感器中的电流不能突变，即iL(0+)=iL(0-)。因此，电容器两端电压和电感器中的电流在换路瞬间均不会立即改变，选C。 2. 在理想 RC 电路中，以下哪个因素不会影响时间常数（ ） A. 电阻值 B. 电容器容量 C. 电路的等效电阻 D. 电源电压的大小 【答案】D 【解析】理想RC电路的时间常数为τ=ReqC，其中Req为电容器所见的等效电阻，C为电容量。电阻值、等效电阻和电容量都会影响时间常数；电源电压的大小只影响响应的幅值，不影响时间常数。因此选D。 3. 在如图所示的电路中，已知E=10V，，，当开关S断开瞬间，的大小为（ ） A. 5A B. 1.25A C. 0A D. 1A 【答案】D 【解析】开关断开之前， ，即，根据换路定律，开关断开瞬间两端电压为，所以开关断开瞬间，故正确。 4. 基尔霍夫电压定律的表述正确的是：（ ） A. 在任何一对连接的节点之间，电流的代数和为零 B. 电路中的每一个支路，电压与电流成正比 C. 电路中的每一个支路，电流与电压成正比 D. 在任何闭合回路中，各元件电压的代数和为零 【答案】D 【解析】基尔霍夫电压定律指出：在任何闭合回路中，各支路或元件电压的代数和为零。选项A描述的是节点电流定律且表述不完整；选项B、C只适用于电阻元件，不适用于任意支路。因此选D。 5. 在一个 RLC 串联电路中，当系统达到稳态后，阻尼比对系统响应有什么影响（ ） A. 不影响 B. 决定系统振荡频率 C. 确定系统应恢复到稳定状态的速度 D. 决定系统最大电压值 【答案】A 【解析】阻尼比主要影响RLC电路暂态响应的衰减速度、是否振荡以及超调量。系统达到稳态后，暂态分量已经消失，阻尼比不再影响稳态响应。因此选A。 6. 在一个 RC 电路中，如果电容器的初始电压为12V，电路中的初始电流为3A，电阻值为4Ω，电容值为0.36F，那么电容器放电到6V所需的时间是多少（ ） A. 0.5秒 B. 1秒 C. 2秒 D. 4秒 【答案】B 【解析】电容器放电规律为uC(t)=U0e^(-t/RC)。已知U0=12V，uC(t)=6V，R=4Ω，C=0.36F，则 6=12e^(-t/(4×0.36))。 因此e^(-t/1.44)=0.5， t=1.44ln2≈1.44×0.693≈1.0s。 故选B。 7. 在图电路中，当开关S闭合后，与电容串联的白炽灯（ ） A. 立即亮 B. 由亮逐渐变为不亮 C. 逐渐变亮 D. 由不亮逐渐变亮，再由亮逐渐变为不亮 【答案】B 8. 在一个 RC 电路中，当断开电源开关后电容器经电阻放电时，电容器上的电压会怎样变化（ ） A. 瞬间变为零 B. 瞬间增加到最大值 C. 逐渐减小至零 D. 保持不变 【答案】C 【解析】电容器电压不能突变。开关断开后，若电容器通过电阻形成放电回路，其电压按指数规律下降：uC(t)=U0e^(-t/RC)。因此，电容器电压逐渐减小并最终趋于零，选C。 9. 在一个RC电路中，增加电阻的值会如何影响放电时间常数（ ） A. 增加 B. 减少 C. 不变 D. 取决于电容的值 【答案】A 【解析】放电时间常数与电阻成正比，因此增加电阻的值会增加放电时间常数。 10. 如图所示电路中，A、B两灯泡相同，通电后亮度一样，在开关S断开瞬间，两灯的表现是（ ） A. A灯先灭，B灯后灭 B. B灯先灭，A灯后灭 C. A、B两灯立即同时灭 D. A、B两灯稍后同时灭 【答案】D 11. 未充电的电容器与直流电源接通的瞬间，电容器（ ） A. 电容量为0 B. 相当于开路 C. 相当于短路 D. 两端的端电压为直流电压 【答案】C 【解析】未充电电容器在刚接通直流电源的瞬间，其两端电压不能突变，初始电压为零，因此可视为短路。 12. 一个 RC 电路中的电容器已经充电到最终值。如果突然将另一个电阻器并联在电容器两端，电容器两端电压在换路瞬间会发生什么变化（ ） A. 电压会立即降低 B. 电压会立即升高 C. 电压不会改变 D. 电压会先升高后降低 【答案】C 【解析】根据换路定律，电容器两端电压不能突变，即uC(0+)=uC(0-)。因此，将电阻器并联在电容器两端的换路瞬间，电容器电压保持不变，选C。换路后的后续电压变化还取决于电源及放电回路的具体连接方式。 13. 在一个 RC 电路中，电容器从零开始充电，当电容器电压达到最终稳定电压的63.2%时，所经过的时间是：（ ） A. 1个时间常数 B. 2个时间常数 C. 3个时间常数 D. 4个时间常数 【答案】A 【解析】RC充电时，电容器电压为uC(t)=U(1-e^(-t/RC))。当t=RC=τ时， uC(τ)=U(1-e^(-1))≈U(1-0.368)=0.632U。 因此，电容器电压达到最终稳定电压的63.2%时，经过1个时间常数，选A。 14. 如图所示的电路，电灯A、B相同，电感线圈内阻不计，则下列说法正确的是（ ） A. 开关S闭合，电灯A逐渐变亮，电灯B立即亮 B. 开关S闭合，电灯A立即亮，逐渐变暗，最后熄灭，电灯B立即亮 C. 开关S闭合，电灯A立即亮，逐渐变暗，最后熄灭，电灯B逐渐变亮 D. 开关S断开，电灯A、B同时熄灭 【答案】C 【解析】开关S闭合，电源的电压同时加在两灯上，两灯同时亮，且亮度相同；随着电感线圈中的电流增大，由于线圈内阻不计，分流作用增大，电灯A逐渐变暗直到熄灭；外电路总电阻减小，总电流增大，电灯B逐渐变亮，故C正确，A、B错误。开关S断开，电灯B立即熄灭，线圈中电流减小，产生自感电动势，感应电流流过电灯A，电灯A闪亮一下后熄灭，故D错误。 15. 在一个 RC 电路中，如果电容器的初始电压为 8V，初始充电电流为 4A，电阻值为 2Ω，电容量为 0.5F，那么电容器充电至约 13V 所需的时间约为多少（ ） A. 0.5秒 B. 1秒 C. 2秒 D. 4秒 【答案】B 【解析】求电源稳态电压：初始时刻电阻压降8V，因此电源电压 16V 计算 RC 时间常数： τ=RC=2×0.5=1s RC 充电电压公式： 当s时，，与 13V 最接近。 16. 在一个RC电路中，如果电容器的初始电压为6V，电路中的电流为2A，电容器的电容量为3F，那么电容器充电到12V所需的时间是多少（ ） A. 1秒 B. 2秒 C. 3秒 D. 4秒 【答案】条件不足，无法确定。 【解析】RC充电电压满足 UC(t)=US-(US-UC(0))。令 UC(0)=6V、UC(t)=12V，可得 t=-RC。题干未给出电阻R和电源电压US，因而无法确定时间常数RC及所需时间。 17. 如图所示，A、B是完全相同的两个小灯泡，L为自感系数很大的线圈，其直流电阻小于灯泡电阻。闭合开关S，电路稳定时，B灯恰能正常发光，则（ ） A. 开关S闭合的瞬间，A比B先发光，随后B灯变亮 B. 闭合开关S，电路稳定时，A灯熄灭 C. 断开开关S的瞬间，A灯灯丝不可能被烧断 D. 断开开关S的瞬间，B灯不会立即熄灭 【答案】C 【解析】A选项开关s闭合瞬间，A和B同时发光，故A错误；B选项电路稳定后L的电感不再起作用，起作用的只是它的直流电阻，因A、B灯相同，B此时正常发光，那么说明灯的额定电流由并联的A和L的直流电阻分配、L的直流电阻小于灯泡电阻，那么A支路的电流会小于其额定电流的，也就是说其亮度会低于，不是一定熄灭，故B错误；C选项断开开关S的瞬间，由电感的特性可知:L和A组成的回路中的电流会维持不变，其数值就是S断开前L支路中的电流，即大于 B灯的额定电流，因B灯恰能正常发光，所以该电流绝不会大于其额定值，因此不可能烧断灯丝，故C正确； D选项断开开关S的瞬间，B灯立即熄灭，故D错误。故选C。 18. 电路发生瞬态过程的根本原因是（ ） A. 电阻元件在电路中持续消耗电能 B. 储能元件的能量不能发生突变 C. 电源电压的大小始终保持恒定 D. 开关的动作次数过于频繁 【答案】B 【解析】电路产生瞬态过程的根本原因是电容、电感等储能元件所储存的能量不能突变，换路只是引发瞬态过程的外因。电阻消耗电能、电源电压恒定时仍可能存在瞬态过程，开关动作频繁也不是根本原因。 19. 一个RC电路中，电容器充电的时间常数（τ）是由哪些因素决定的？（ ） A. 电容器的电压 B. 电容器的电流 C. 电容器的电容量、电阻值 D. 电容器的电感 【答案】C 【解析】电容器充电的时间常数（τ）由电容器的电容量和电阻值决定。 20. 在一个RC电路中，如果电容器的初始电压为6V，电路中的电流为2A，电容器的电容量为3F，那么电路中的电阻值是多少（ ） A. 2Ω B. 3Ω C. 4Ω D. 6Ω 【答案】条件不足，无法确定。 【解析】由欧姆定律计算电阻应使用电阻两端电压，即 R=UR/I。题干给出的6V是电容器初始电压，不等同于电阻电压；且未给出电源电压或电路连接参数，无法求得UR，因此不能确定电阻值。 二、填空题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 电路的接通或断开，电源的变化，电路参数的变化，电路的改变等是电路产生瞬态过程的______。 【答案】外因 【解析】电路接通或断开、电源变化以及电路参数改变等属于引起瞬态过程的外因。 22. 在如图所示的电路中，开关S在1位置时，电路已处于稳定状态，则开关S拨至2位置并稳定后，V。 【答案】10 23. 瞬态过程的产生是由于物质具有能量不能______的特性而造成的。 【答案】跃变 【解析】电感和电容等储能元件中的能量不能跃变，因此在换路时会产生瞬态过程。 24. 由换路定律可知，在换路一瞬间，未储能的电容器可视为______，未储能的电感可视为______。 【答案】① 短路 ② 断路 【解析】未储能电容器的初始电压为零，换路瞬间可视为短路；未储能电感的初始电流为零，换路瞬间可视为断路。 25. 电路如图所示，已知电容初始电压，电感初始电流，在开关接通的瞬间，。 【答案】0.2A 【解析】利用瞬态过程初始值计算： 当时，，利用换路定律得。 当时，画出等效电路如图所示，则。 26. 当一个RC电路中的电容器放电到13.5%的初始电压时，经过______个时间常数。 【答案】2 【解析】RC电路放电时，电容电压为 UC(t)=UC(0)。当 UC(t)=13.5%UC(0)=0.135UC(0) 时，，故 t=-τ(0.135)≈2.00τ。因此经过2个时间常数。 27. 在一个RC电路中，当电容器充电到95%的最终电压时，经过______个时间常数。 【答案】3 【解析】电容器从零电压充电时，UC(t)=UC(∞)(1-)。当 UC(t)=0.95UC(∞) 时，1-，即 ，故 t=-τ(0.05)≈2.996τ≈3τ。因此经过3个时间常数。 28. 如图所示电路，当开关S闭合后，电路的时间常数为______；当开关S断开后，电路的时间常数为______。 【答案】① ② 29. 在一个RC电路中，初始电容器电压为9V，电路中的电阻值为2Ω，电容量为6F，放电到13.5%的初始电压所需的时间是______。 【答案】24秒 【解析】时间常数为τ=RC=2 Ω×6 F=12 s。放电时，uC(t)=U0。当uC(t)=13.5%U0≈U0时，t=2τ=2×12 s=24 s。因此所需时间为24秒。 30. 在RL电路中，当开关突然关闭时，电感中的电流会发生______。 【答案】不能突变（保持原值） 【解析】根据换路定律，电感电流不能突变，即iL(0+)=iL(0-)。因此开关突然关闭时，电感中的电流在换路瞬间保持原来的数值，随后才会按电路规律逐渐变化。 三、判断题（本大题共10小题，每题1分，共10分） 31. 换路定律适用于直流电路和交流电路。（ ） 【答案】正确 【解析】换路定律是普适的，适用于直流电路和交流电路。 32. 瞬态过程是指系统在作用力的影响下，仅在一个很短的时间内发生变化。（ ） 【答案】错误 【解析】在电路中，瞬态过程是指电路发生换路后，由原来的稳定状态过渡到新的稳定状态的过程。该过程中储能元件的电压或电流随时间变化，通常持续时间较短。因此题干表述错误。 33. 电路的瞬态过程是由换路引起的，所以无论是什么电路，只要出现换路就会产生瞬态过程。（______） 【答案】错误 【解析】电路产生瞬态过程有两大原因，即外因和内因，外因是换路，内因是电路中储能元件发生变化。电路中储能元件发生变化是发生瞬态过程的主要原因，如果电路中不含储能元件（如纯电阻电路），即使电路发生了换路，也不会产生瞬态过程。故错误。 34. 换路定律表述为电路中任意两点间的电压总和为一个定值。（ ） 【答案】错误 【解析】换路定律指出：换路瞬间，电容两端电压不能突变，电感中的电流不能突变，即uC(0+)=uC(0-)、iL(0+)=iL(0-)。题干所述“任意两点间的电压总和为一个定值”不是换路定律的内容，因此该说法错误。 35. 根据换路定律，在电路中的任意时刻，电容器两端的电压等于其前一时刻的电流。（ ） 【答案】错误 【解析】根据换路定律，在换路瞬间电容器两端的电压不能突变，即uC(0+)=uC(0-)。电容器两端电压不等于前一时刻的电流，因此题干说法错误。 36. 在RC电路中，电容器充电至电压的99%需要约3个时间常数。（ ） 【答案】错误 【解析】RC充电时，uC(t)=U(1-)。当uC(t)=0.99U时，1-，故t=-τln(0.01)=4.605τ，通常近似为5个时间常数。因此充电至99%约需5个时间常数，题干说约3个时间常数错误。 37. 在一个RC电路中，放电过程中电容器上的电压会逐渐减小，直到等于0V。（ ） 【答案】正确 【解析】RC电路放电时，电容器电压满足uC(t)=U0。随着时间增加，电容器电压按指数规律逐渐减小，并在t趋于无穷大时趋近于0 V。因此该说法正确。 38. 在RC电路中，电容器充电至电压的63.2%需要约2个时间常数。（ ） 【答案】错误 【解析】RC电路充电时，uC(t)=U(1-)。当t=τ时，uC(τ)=U(1-)≈0.632U，即达到最终电压的63.2%。因此充电至63.2%约需1个时间常数，题干说法错误。 39. uC(0–)=uC(0+) =0，电容相当于短路。（ ） 【答案】正确 【解析】电容电压不能突变。由于uC(0–)=uC(0+)=0，换路瞬间电容两端电压为零，因此电容相当于短路。 40. RC电路的放电过程中，放电曲线呈指数变化。（ ） 【答案】正确 【解析】在RC电路的放电过程中，放电曲线也呈指数变化，即按指数函数的方式逐渐接近稳态值。 四、简答题（本大题共4小题，每题5分，共20分） 41. 名词解释： 过渡过程 【答案】电路发生换路后，由于电容、电感等储能元件的储能状态不能突变，电路中的电压、电流由换路前的稳态逐渐变化到换路后的稳态所经历的过程，称为瞬态过程，也称为过渡过程。 【解析】换路前，电路通常处于一个稳定状态；换路后，含有电容、电感等储能元件的电路不能立即达到新的稳定状态。由于电容电压不能突变、电感电流不能突变，电路中的有关电压和电流需要经历一段时间逐渐变化，最终达到换路后的新稳态。这个由一个稳态过渡到另一个稳态的过程称为瞬态过程，也称为过渡过程。 42. 在如图所示的电路中，在t=0时开关S闭合，S闭合前电路已达稳态。求t≥0时的、和。 【答案】；； 【解析】（1）求初始值、和。 画上时的等效电路，如图（a）所示，则有 ， 画时的等效电路，如图（b）所示。列出各回路电压方程 ， ， 联立解得 ， 。 （2）求稳态值、和。 画时的稳态等效电路，如图（c）所示，则有 ， ， 。 （3）求时间常数。 将电容元件断开，电压源短路，如图（d）所示，求得等效电阻为 ， 时间常数为。 （4）则时、和分别为 ， ， 。 43. 简述电路产生瞬态过程的条件，并说明换路定律的基本内容。 【答案】（1）含有电容或电感元件的电路，在接通、断开电源或改变电路连接状态时，电路中的电压、电流会经历由一个稳态向另一个稳态变化的过程，称为瞬态过程。（2）电容两端电压不能突变，换路瞬间电容电压在换路前后保持连续。（3）电感中的电流不能突变，换路瞬间电感电流在换路前后保持连续。 【解析】瞬态过程由储能元件的储能状态改变引起。电容以电场形式储能，电感以磁场形式储能，因此其电压或电流分别不能发生突变。 44. 某设备分别采用RC串联电路和RL串联电路接通24 V直流电源，电阻均为12 Ω。RC电路中电容为500 μF，RL电路中电感为0.6 H，换路前电容未充电、电感电流为零。回答下列问题。（1）计算两个电路的时间常数。（2）计算接通电源经过一个时间常数时，RC电路中电容两端电压和RL电路中的电流。（3）说明接通瞬间及达到稳态后，电容和电感在电路中的等效特性。 【答案】（1）RC电路的时间常数为 。RL电路的时间常数为 。（2）一个时间常数后，电容电压为 。电感电流为 。（3）接通瞬间，未充电电容相当于短路，初始电流较大；电感电流不能突变，相当于开路。达到稳态后，电容相当于开路；理想电感相当于短路。 【解析】（1）RC电路按 计算，RL电路按 计算。（2）充电电容电压和励磁电感电流均按指数规律上升，一个时间常数时达到终值的约63.2%。（3）换路定律决定了电容电压和电感电流的初始状态，稳态等效特性则由直流电路规律确定。 五、综合应用题（本大题共1小题，每题10分，共10分） 45. 某自动送料装置采用24 V直流控制电路。按下启动按钮后，电容器通过电阻充电，当电容电压达到15 V时，控制三极管导通，使继电器线圈接入24 V电源。已知充电电阻 ，电容 ；继电器线圈可等效为电阻 、电感 的串联电路，继电器吸合电流为1.50 A。（1）计算从按下启动按钮到电容电压达到15 V所需的时间。（2）继电器线圈接通电源后0.10 s，判断继电器能否吸合。（3）说明继电器线圈断电时并联续流二极管的作用，以及使用续流二极管对继电器释放速度的影响。 【答案】（1）时间常数为 。电容充电公式为 。代入 ，得 。因此 。（2）线圈时间常数为 。线圈电流为 。代入得 。因为1.73 A大于1.50 A，所以继电器能够吸合。（3）续流二极管为线圈断电后的电感电流提供通路，抑制线圈两端产生的高反向感应电压，保护三极管等控制元件。续流二极管会使线圈电流衰减变慢，从而使继电器释放时间略有延长。 【解析】（1）RC充电过程中的电容电压不能突变，先求时间常数，再由充电公式求达到阈值电压的时间。（2）RL接通后电感电流按指数规律上升，计算0.10 s时的电流并与吸合电流比较。（3）电感电流不能突变，续流二极管可释放电感储能，但会延长电流衰减过程。 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 $