山东省（春季高考）电气技术类 《电工技术基础与技能》项目五任务二 45分钟专题训练卷

山东省（春季高考）电气技术类《电工技术基础与技能》45分钟专题训练卷专辑，共155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电气技术类理论知识，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电气技术类高考的学生。 与本专辑配套的还有山东省春季高考考试《电子技术基础与技能》45分钟专题训练卷专辑，欢迎同学和老师们下载使用。 山东省（春季高考）电气技术类 《电工技术基础与技能》 项目五：单相正弦交流电路 任务二：正弦交流电 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. 交流电压表的内阻（ ）​ A. 很小​ B. 较大​ C. 为零​ D. 不确定​ 2. 某正弦交流电压的有效值为，频率为，初相为。采用正弦函数表示时，该电压的瞬时值表达式为（ ） A. B. C. D. 3. 如图所示，下列结论正确的是（ ） A. i超前uπ6 B. i滞后uπ/6 C. i超前uπ/3 D. i滞后uπ/_{3} 4. 已知一交流电流，当时，初相位为，则这个交流电的有效值为（ ） A. 1A B. 1.414A C. 14.1A D. 2A 5. 交流电的有效值是指与它热效应相等的直流电的数值，我国民用交流电的有效值为（ ） A. 220V B. 380V C. 311V D. 110V 6. 已知两个交流电压 则 的有效值是（ ） A. 5V B. C. 9V D. 7. 正弦交流电的相位差是指（ ） A. 两个同频率正弦量的初相位之差 B. 两个不同频率正弦量的初相位之差 C. 两个正弦量的最大值之差 D. 两个正弦量的频率之差 8. 一个电热器接在直流电源上工作时，端电压为。若将其改接交流电源后，产生的热功率变为原来的一半，则该交流电源电压的有效值为（ ） A. B. C. D. 9. 一个电热器接在10V的直流电源上，产生一定的功率。把它改接到交流电源上，使产生的热功率是直流时的一半，则交流电源电压的最大值应是（ ） A. 0.707V B. 5V C. 14V D. 10V 10. 已知正弦交流电压和电流，则电压与电流的相位差为（ ） A. ​ B. ​ C. ​ D. ​ 11. 某正弦电流的表达式为i=10sin（314t）A，其频率为（ ） A. 50Hz B. 314Hz C. 100Hz D. 30Hz 12. 某正弦交流电的角频率为 314rad/s，则其周期为（ ）​ A. 0.01s​ B. 0.02s​ C. 0.1s​ D. 0.2s​ 13. 周期为0.5s的正弦交流电是（ ） A. 10sin2πt B. 5cos4πt C. 16sinπt D. -10sin2πt 14. 如图所示，正弦交流电的解析式为（ ） A. B. C. D. 15. 两个正弦交流电的解析式分别为，，则这两个电流的相位关系是（ ） A. 反相 B. 同相 C. 正交 D. 不能比较相位关系 16. 两个同频率正弦交流电的相位差等于它们_____之差。（ ） A. 最大值 B. 初相位 C. 有效值 D. 瞬时值 17. 如图所示为一正弦交流电压的波形图，其瞬时值表达式为（ ） A. u=20sin（314t）V B. u=20sin（31.4t）V C. u=20sin（31.4t）V D. 18. 某三相电路中的三个线电压分别为 。当t=0.1s时，等于（ ） A. 380V B. 380 C. 380 D. 0 19. 某正弦交流电，其电流有效值为7.07A，频率为50Hz，在t=0时，电流瞬时值，则下列关于该电流解析式正确的是（ ） A. B. C. D. 20. 下列表示正弦交流电的方法中，最直观的是（ ） A. 解析式​ B. 波形图​ C. 相量图​ D. 复数表示法​ 二、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 21. 论述正弦交流电的频率和周期对电力系统稳定性的影响。 22. 什么是正弦交流电的频率？什么是正弦交流电的周期？二者有什么关系？ 23. 正弦交流电的表达方法? 三、计算题（本大题共3小题，每题6分，共18分） 24. 一单相交流电压的瞬时值表达式为 。（1）求该正弦交流电压的最大值、角频率和初相位。（2）求该交流电压的频率和周期。（3）求 时的瞬时值。 25. 如下图所示，已知电流表读数 ，请完成下列问题： （1）求阻抗|Z|（结果保留整数）。 （2）写出电压“u、电流i的解析式。 26. 两同频正弦交流电压串联，瞬时值分别为 ，。设串联后的总电压为 。（1）求两电压的有效值及相位差，判断其超前、滞后关系。（2）求总电压的有效值。（3）写出总电压的瞬时值表达式。 四、综合应用题（本大题共3小题，每题10分，共30分） 27. 某设备检修时，技术人员用示波器测得交流电压和电流分别为：其中， 的单位为 s。（1）计算该交流电压的有效值、频率和周期，并计算电流的有效值。（2）判断电压与电流的相位关系，并说明谁超前谁。（3）若技术人员改用余弦形式表示该电压，写出电压的余弦表达式，并说明进行相位比较时应注意的问题。 28. 如图所示为一 RL 串联电路，已知电源电压 u=220314t) V，R=10Ω，L=0.0318H。 （1）求电路的阻抗、电流有效值及电流瞬时值表达式； （2）若用交流电压表分别测量电阻和电感两端的电压，其读数各为多少？ （3）若用功率表测量该电路的有功功率，其读数为多少？ 29. 某自动化生产线的相位检测继电器以信号 作为基准信号，检测信号 与其相位差。现场测得：其中， 的单位为 s。继电器要求两信号频率相同，且 相对 的滞后角不超过 时才能动作。（1）计算 时 和 的瞬时值。（2）判断两信号的频率是否相同，并计算 相对 的相位差。（3）判断继电器能否动作。若不能动作，保持 不变， 至少应作多大的相位调整，调整方向是什么。 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 $ 山东省（春季高考）电气技术类《电工技术基础与技能》45分钟专题训练卷专辑，共155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电气技术类理论知识，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电气技术类高考的学生。 与本专辑配套的还有山东省春季高考考试《电子技术基础与技能》45分钟专题训练卷专辑，欢迎同学和老师们下载使用。 山东省（春季高考）电气技术类 《电工技术基础与技能》 项目五：单相正弦交流电路 任务二：正弦交流电 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. 交流电压表的内阻（ ）​ A. 很小​ B. 较大​ C. 为零​ D. 不确定​ 【答案】B 【解析】交流电压表应尽量减小对被测电路的影响，因此其内阻应较大，故选B。 2. 某正弦交流电压的有效值为，频率为，初相为。采用正弦函数表示时，该电压的瞬时值表达式为（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】正弦交流电压解析式为。由得；由得；初相为。故选D。 3. 如图所示，下列结论正确的是（ ） A. i超前uπ6 B. i滞后uπ/6 C. i超前uπ/3 D. i滞后uπ/_{3} 【答案】C 4. 已知一交流电流，当时，初相位为，则这个交流电的有效值为（ ） A. 1A B. 1.414A C. 14.1A D. 2A 【答案】B 【解析】设电流为。当时，，所以。其有效值，故选B。 5. 交流电的有效值是指与它热效应相等的直流电的数值，我国民用交流电的有效值为（ ） A. 220V B. 380V C. 311V D. 110V 【答案】A 【解析】我国民用单相交流电有效值220V，三相线电压380V，311V是最大值，故选A。 6. 已知两个交流电压 则 的有效值是（ ） A. 5V B. C. 9V D. 【答案】A 【解析】两电压的有效值分别为、。两者的相位差为，即两电压相互正交。因此合电压的有效值为，故选A。 7. 正弦交流电的相位差是指（ ） A. 两个同频率正弦量的初相位之差 B. 两个不同频率正弦量的初相位之差 C. 两个正弦量的最大值之差 D. 两个正弦量的频率之差 【答案】A 8. 一个电热器接在直流电源上工作时，端电压为。若将其改接交流电源后，产生的热功率变为原来的一半，则该交流电源电压的有效值为（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】电热器可视为纯电阻，直流时功率为。交流时热功率为直流时的一半，即。又，故，选A。 9. 一个电热器接在10V的直流电源上，产生一定的功率。把它改接到交流电源上，使产生的热功率是直流时的一半，则交流电源电压的最大值应是（ ） A. 0.707V B. 5V C. 14V D. 10V 【答案】D 【解析】电热器为纯电阻负载。直流时，交流时，所以交流电压有效值。最大值，故选D。 10. 已知正弦交流电压和电流，则电压与电流的相位差为（ ） A. ​ B. ​ C. ​ D. ​ 【答案】C 11. 某正弦电流的表达式为i=10sin（314t）A，其频率为（ ） A. 50Hz B. 314Hz C. 100Hz D. 30Hz 【答案】A 【解析】角频率ω=314rad/s，频率f=ω/（2π）=314/（2×3.14）=50Hz。 12. 某正弦交流电的角频率为 314rad/s，则其周期为（ ）​ A. 0.01s​ B. 0.02s​ C. 0.1s​ D. 0.2s​ 【答案】B 【解析】角频率与周期的关系为，所以，故选B。 13. 周期为0.5s的正弦交流电是（ ） A. 10sin2πt B. 5cos4πt C. 16sinπt D. -10sin2πt 【答案】B 【解析】正弦交流电的周期。选项B中角频率，因此，故选B。 14. 如图所示，正弦交流电的解析式为（ ） A. B. C. D. 【答案】D 15. 两个正弦交流电的解析式分别为，，则这两个电流的相位关系是（ ） A. 反相 B. 同相 C. 正交 D. 不能比较相位关系 【答案】D 【解析】只有角频率（频率）相同的正弦交流电，才存在固定的相位差，才可以比较相位关系。 角频率ω1=100π rad/s，角频率ω2=50π rad/s，二者角频率不相等，相位差会随时间变化，因此无法确定相位关系。 16. 两个同频率正弦交流电的相位差等于它们_____之差。（ ） A. 最大值 B. 初相位 C. 有效值 D. 瞬时值 【答案】B 【解析】相位差是指两个同频率正弦量初相位之差。 17. 如图所示为一正弦交流电压的波形图，其瞬时值表达式为（ ） A. u=20sin（314t）V B. u=20sin（31.4t）V C. u=20sin（31.4t）V D. 【答案】C 18. 某三相电路中的三个线电压分别为 。当t=0.1s时，等于（ ） A. 380V B. 380 C. 380 D. 0 【答案】D 【解析】三个线电压的角频率相同，初相位分别为、和，彼此相差。三个等幅、相位依次相差的正弦量任意时刻代数和均为零，因此，故选D。 19. 某正弦交流电，其电流有效值为7.07A，频率为50Hz，在t=0时，电流瞬时值，则下列关于该电流解析式正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】电流有效值为，最大值为。频率，角频率。设。当时，，所以，即或。四个选项中，只有C的最大值为且初相位为，满足已知瞬时值，故选C。 20. 下列表示正弦交流电的方法中，最直观的是（ ） A. 解析式​ B. 波形图​ C. 相量图​ D. 复数表示法​ 【答案】B 【解析】波形图能够直接反映正弦交流电随时间变化的规律，并可直观观察幅值、周期和初相等参数，因此最直观的表示方法是波形图，故选B。 二、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 21. 论述正弦交流电的频率和周期对电力系统稳定性的影响。 【答案】正弦交流电的频率和周期是电力系统稳定性的关键参数。在大多数电力系统中，频率通常被设定为50Hz或60Hz，这是为了确保设备间的兼容性和系统的同步运行。频率的稳定对于电力系统的稳定性至关重要，因为频率的波动会影响电动机的转速和发电机的输出，进而影响整个系统的负载平衡。周期的一致性确保了交流电的同步性，这对于电力系统的同步发电机和电动机的协调工作是必要的。任何频率或周期的显著偏差都可能导致电力系统的不稳定，甚至引发系统故障。 【解析】频率表示单位时间内完成周期性变化的次数，周期表示完成一次周期性变化所需时间，二者满足。电力系统中同步发电机、电动机及其他交流设备需在额定频率下运行，以保证同步运行和设备性能。系统有功功率供需失衡时会引起频率偏移：发电功率小于负荷功率时频率下降，发电功率大于负荷功率时频率上升。频率偏差会影响同步电机转速、部分负荷特性及继电保护和自动控制装置的运行，偏差过大可能导致机组或负荷解列，危及系统稳定。由于周期与频率互为倒数，频率稳定意味着周期稳定；周期一致有利于各同步设备保持协调运行。 22. 什么是正弦交流电的频率？什么是正弦交流电的周期？二者有什么关系？ 【答案】正弦交流电的频率表示正弦交流电在内完成周期性变化的次数；正弦交流电的周期表示正弦交流电完成一次周期性变化所用的时间；频率与周期之间是互为倒数的关系。 【解析】频率是正弦交流电在内完成周期性变化的次数，单位为赫兹（Hz）。周期是正弦交流电完成一次完整周期性变化所需的时间，单位为秒（s）。若在时间内完成次周期性变化，则，而每次变化所需时间为，因此，即、。 23. 正弦交流电的表达方法? 【答案】（1）解析式法 （2）波形图法 （3）向量图法 【解析】正弦交流电常用三种表达方法：①解析式法，用正弦函数表达式表示瞬时值与时间的关系；②波形图法，用瞬时值随时间变化的曲线表示其变化规律；③相量图法（也称向量图法），用相量的长度和相角表示正弦量的有效值（或最大值）及初相位，便于分析同频正弦量之间的相位关系。 三、计算题（本大题共3小题，每题6分，共18分） 24. 一单相交流电压的瞬时值表达式为 。（1）求该正弦交流电压的最大值、角频率和初相位。（2）求该交流电压的频率和周期。（3）求 时的瞬时值。 【答案】（1）最大值为 ，角频率为 ，初相位为 。（2）频率为 ，周期为 。（3）瞬时值约为 。 【解析】（1）由正弦式可直接读出三要素。（2），。（3） 。 25. 如下图所示，已知电流表读数 ，请完成下列问题： （1）求阻抗|Z|（结果保留整数）。 （2）写出电压“u、电流i的解析式。 【答案】（1） （2） 26. 两同频正弦交流电压串联，瞬时值分别为 ，。设串联后的总电压为 。（1）求两电压的有效值及相位差，判断其超前、滞后关系。（2）求总电压的有效值。（3）写出总电压的瞬时值表达式。 【答案】（1） 的有效值为 ， 的有效值为 ；相位差为 ， 超前 。（2）总电压有效值为 ，约为 。（3）。 【解析】（1）两电压相位差为 ，因此 超前。（2）。（3）总相位为 ，再由最大值为有效值的 倍写出瞬时式。 四、综合应用题（本大题共3小题，每题10分，共30分） 27. 某设备检修时，技术人员用示波器测得交流电压和电流分别为：其中， 的单位为 s。（1）计算该交流电压的有效值、频率和周期，并计算电流的有效值。（2）判断电压与电流的相位关系，并说明谁超前谁。（3）若技术人员改用余弦形式表示该电压，写出电压的余弦表达式，并说明进行相位比较时应注意的问题。 【答案】（1）电压有效值为：。频率为：。周期为：。电流有效值为：。（2）电压与电流的相位差为：。电压超前电流 ，电流滞后电压 。（3）电压的余弦表达式为：。比较相位时，应先将两个正弦量统一为同一种表示形式，并以相同的参考方向和时间基准进行比较。 【解析】（1）电压表达式为 ，故电压最大值 ，角频率 。电压有效值为：。频率为：。周期为：。电流最大值为 ，其有效值为：。 （2）电压初相位为 ，电流初相位为 ，两者角频率均为 ，可以比较初相位。相位差为：。因此，电压超前电流 ，或电流滞后电压 。 （3）利用 ，有：。比较相位时，两个交流量应采用相同的三角函数形式，并在相同的参考方向和时间基准下比较其初相位；转换正弦、余弦形式时，必须同步修正初相位。 28. 如图所示为一 RL 串联电路，已知电源电压 u=220314t) V，R=10Ω，L=0.0318H。 （1）求电路的阻抗、电流有效值及电流瞬时值表达式； （2）若用交流电压表分别测量电阻和电感两端的电压，其读数各为多少？ （3）若用功率表测量该电路的有功功率，其读数为多少？ 【答案】（1）（1）XL=2πfL=2×3.14×50×0.0318≈10Ω，Z=≈14.14Ω，I=U/Z=220/14.14≈15.56A，电流滞后电压 ，电流瞬时值表达式 i=15.56314t) A； （2）（2）电压表测电阻电压读数 UR=IR=15.56×10≈155.6V，测电感电压读数 UL=IXL=15.56×10≈155.6V； （3）（3）功率表读数 P=UIcosφ=220×15.56×cos≈220×15.56×0.707≈2420W 29. 某自动化生产线的相位检测继电器以信号 作为基准信号，检测信号 与其相位差。现场测得：其中， 的单位为 s。继电器要求两信号频率相同，且 相对 的滞后角不超过 时才能动作。（1）计算 时 和 的瞬时值。（2）判断两信号的频率是否相同，并计算 相对 的相位差。（3）判断继电器能否动作。若不能动作，保持 不变， 至少应作多大的相位调整，调整方向是什么。 【答案】（1） 时，。。。（2）两信号的角频率均为 ，因此频率相同：。相位差为：。因此， 滞后 。（3）继电器不能动作，因为 滞后 ，超过允许的 。保持 不变时，应将 的相位至少提前：。调整后， 的初相位应由 调整为 。 【解析】（1）先进行时间单位换算：。代入公共角频率项：。因此，；。 （2） 与 的角频率均为 ，故二者频率相同，，约为 。两信号初相位分别为 、。以 为基准， 相对 的相位差为：。负号表示 滞后 ，滞后角为 。 （3）继电器的动作条件为两信号频率相同，且 相对 的滞后角不超过 。虽然两信号频率相同，但当前滞后角为 ，故继电器不能动作。保持 不变，为使滞后角降至 ，需将 的相位提前至少 ，即将其初相位从 调整为 。 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 $