山东省（春季高考）电气技术类 《电工技术基础与技能》项目五任务八 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 任务八：功率因数 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. 三相负载的功率因数 cosφ 等于（ ） A. 有功功率 / 视在功率 B. 无功功率 / 有功功率 C. 视在功率 / 有功功率 D. 无功功率 / 视在功率 2. 功率因数 cosφ=（ ） A. P/S B. Q/S C. S/P D. P/Q 3. 对称三相负载的功率因数指的是（ ） A. 有功功率与无功功率的比值 B. 无功功率与视在功率的比值 C. 有功功率与视在功率的比值 D. 以上都不对 4. 一个电路的功率因数为0.5，则视在功率与有功功率之差占视在功率的（ ） A. 50% B. 80% C. 20% D. 60% 5. 在交流电路中，功率因数的计算方式是（ ） A. 有功功率除以无功功率 B. 有功功率除以视在功率 C. 视在功率除以有功功率 D. 无功功率除以视在功率 6. 三相电路中，在电压和电流有效值一定时，功率因数为1表示（ ） A. 电路无效率 B. 电路功率最大 C. 电路功率为零 D. 电路有很大功率损耗 7. 如图所示，已知负载1为感性，功率因数为0.6，功率为9kW，负载2为电阻，功率为7kW，则并联负载的总功率因数为（ ） A. 0.8 B. 0.6 C. 0.76 D. 0.73 8. 一个交流电路中，有功功率为200W，视在功率为250VA，求功率因数（ ） A. 1.25 B. 0.5 C. 1 D. 0.8 9. 对称三相负载的有功功率计算公式中，cosΦ 指的是（ ） A. 线电压与线电流的相位差 B. 相电压与相电流的相位差 C. 线电压与相电压的相位差 D. 中性线电流与相电流的相位差 10. 一个交流电路中，电压与电流的相位差为90度，这种情况下功率因数为（ ） A. 1 B. 0 C. 0.5 D. 无穷大 11. 下列求功率因数的公式中，错误的是（ ） A. B. C. D. 12. 在三相系统中，功率因数是指：（ ） A. 有功功率与视在功率的比值 B. 无功功率与有功功率的比值 C. 视在功率与无功功率的比值 D. 无功功率与视在功率的比值 13. 在交流电路中，功率因数的理想值为（ ） A. 0 B. 1 C. 无穷大 D. 可变 14. 如图所示，当S断开时，电路的功率因数为0.5；当S闭合时，电路的功率因数被提高到0.9，则S闭合后（ ） A. 的读数增加，的读数不变 B. 的读数不变，的读数增加 C. 的读数减小，的读数不变 D. 的读数减小，的读数增加 15. 三相电路中，如果某一相的电流超前电压，则这个相的负载类型为：（ ） A. 纯电阻性负载 B. 纯电感性负载 C. 混合负载 D. 纯电容性负载 16. 功率因数的定义是（ ） A. 无功功率与有功功率的比值 B. 无功功率与视在功率的比值 C. 视在功率与有功功率的比值 D. 有功功率与视在功率的比值 17. 在正弦交流电路中，功率因数为0.5表示（ ） A. 电压领先于电流 B. 电路中存在有功功率 C. 电路中存在无功功率 D. 电流领先于电压 18. 功率因数cosφ是______的比值（ ） A. 视在功率与有功功率 B. 无功功率与视在功率 C. 有功功率与无功功率 D. 有功功率与视在功率 19. RLC串联电路中，下列关于功率因数的说法不正确的是（ ） A. 减小电阻，将变小 B. 改变频率可以改变 C. 调大电容可以使变大 D. 增大感抗一定可使变大 20. 在三相电路中，功率因数为1的情况下，电路表现为：（ ） A. 完全感性 B. 完全容性 C. 纯电阻性 D. 无穷大 二、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 21. 简述功率因数的含义，并说明功率因数较低对供电系统的主要影响。 22. 某车间内有多台感应电动机和电焊设备同时运行，月度电费中因功率因数偏低被加收费用。简述提高该车间功率因数的主要方法。 23. 某工厂配电室测得一段时间内有功功率为 ，视在功率为 。经检查发现，车间内多台电动机长期轻载运行，且原有电容器组未投入使用。（1）计算该时段的功率因数。（2）判断该功率因数是否偏低，并说明理由。（3）针对现场情况，提出两项提高功率因数的措施。 三、计算题（本大题共3小题，每题6分，共18分） 24. 某感性负载接在 220V、50Hz 的交流电源上，消耗有功功率 P=10kW，功率因数 cosφ1=0.6。若要将功率因数提高到 cosφ2=0.95，求： （1）需要并联的电容 C 的大小； （2）并联电容前后电路的总电流。 25. 如图所示是日光灯实验电路。 （1）指出电路中的连接错误； （2）正确连接后，电压表的、读数分别是220V和110V，电流表读数是440mA，试计算变压器的变压比K、一次侧电流； （3）此时若电路的功率因数是0.5，计算电路占用的电源容量S、电路的电阻R、感抗； （4）如果再将适当容量的电容器接在M、N两点之间时，电流表的读数和日光灯的亮度分别如何变化? 26. 纯电阻正弦交流电路中，已知端电压，电阻R=20Ω （1）求电流、电压与电流相位差； （2）求电路消耗的功率和功率因数并画出电流电压的向量图。 四、综合应用题（本大题共3小题，每题10分，共30分） 27. 某机械加工车间的三相异步电动机负荷有功功率为24 kW，接在380 V、50 Hz三相电源上。现场测得该负荷的功率因数为0.73，计划将功率因数提高到0.95。已知 ，。（1）计算功率因数提高前负荷的视在功率和线路电流。（2）计算将功率因数提高到0.95时，所需并联电容器的无功补偿容量。（3）若现场可选用15 kvar的低压并联电容器组，判断其是否满足补偿要求，并说明安装电容器组时应注意的事项。 28. 如图所示电路，已知，，，，求： （1）电流，并画出电压、电流相量图； （2）电路的功率和功率因数。 29. 某企业配电变压器额定容量为100 kVA，生产时主要由感性负载供电，负荷有功功率为45 kW，功率因数为0.60。企业拟采用自动投切电容器组，将功率因数提高到0.90。已知功率因数为0.60时 ，功率因数为0.90时 。（1）计算补偿前后的视在功率，并判断该变压器在补偿前后是否满足容量要求。（2）计算所需电容器组的无功补偿容量。（3）说明提高该企业功率因数对供电系统的两项主要作用。 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 任务八：功率因数 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. 三相负载的功率因数 cosφ 等于（ ） A. 有功功率 / 视在功率 B. 无功功率 / 有功功率 C. 视在功率 / 有功功率 D. 无功功率 / 视在功率 【答案】A 【解析】三相负载的功率因数定义为有功功率与视在功率的比值，即cosφ=P/S。因此选A。 2. 功率因数 cosφ=（ ） A. P/S B. Q/S C. S/P D. P/Q 【答案】A 【解析】功率因数cosφ等于有功功率P与视在功率S的比值，即cosφ=P/S。因此选A。 3. 对称三相负载的功率因数指的是（ ） A. 有功功率与无功功率的比值 B. 无功功率与视在功率的比值 C. 有功功率与视在功率的比值 D. 以上都不对 【答案】C 【解析】对称三相负载的功率因数等于有功功率与视在功率的比值，即cosφ=P/S。因此选择C选项。 4. 一个电路的功率因数为0.5，则视在功率与有功功率之差占视在功率的（ ） A. 50% B. 80% C. 20% D. 60% 【答案】A 【解析】功率因数cosφ=P/S=0.5。按题意，视在功率与有功功率之差占视在功率的比例为(S-P)/S=1-P/S=1-cosφ=1-0.5=0.5=50%。因此选A。 5. 在交流电路中，功率因数的计算方式是（ ） A. 有功功率除以无功功率 B. 有功功率除以视在功率 C. 视在功率除以有功功率 D. 无功功率除以视在功率 【答案】B 【解析】功率因数等于有功功率除以视在功率。 6. 三相电路中，在电压和电流有效值一定时，功率因数为1表示（ ） A. 电路无效率 B. 电路功率最大 C. 电路功率为零 D. 电路有很大功率损耗 【答案】B 【解析】三相电路的有功功率为P=φ。在电压U和电流I的有效值一定时，cosφ=1时有功功率P取得最大值，且此时无功功率为零。因此选B。 7. 如图所示，已知负载1为感性，功率因数为0.6，功率为9kW，负载2为电阻，功率为7kW，则并联负载的总功率因数为（ ） A. 0.8 B. 0.6 C. 0.76 D. 0.73 【答案】A 8. 一个交流电路中，有功功率为200W，视在功率为250VA，求功率因数（ ） A. 1.25 B. 0.5 C. 1 D. 0.8 【答案】D 【解析】功率因数等于有功功率除以视在功率，即功率因数 = 200W / 250VA = 0.8。 9. 对称三相负载的有功功率计算公式中，cosΦ 指的是（ ） A. 线电压与线电流的相位差 B. 相电压与相电流的相位差 C. 线电压与相电压的相位差 D. 中性线电流与相电流的相位差 【答案】B 【解析】对称三相负载的有功功率公式为P=3U相I相cosΦ，其中Φ为每相负载的相电压与相电流之间的相位差。因此选B。 10. 一个交流电路中，电压与电流的相位差为90度，这种情况下功率因数为（ ） A. 1 B. 0 C. 0.5 D. 无穷大 【答案】B 【解析】当电压与电流的相位差为90度时，表示电路中没有有功功率，因此功率因数为0。 11. 下列求功率因数的公式中，错误的是（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】功率因数的定义为有功功率P与视在功率S的比值，A正确。 在交流电路中，阻抗Z = R + jX，功率因数为，B正确。 功率因数是一个实数，是一个复数，C错误。 有功功率P = UI，则，D正确。 12. 在三相系统中，功率因数是指：（ ） A. 有功功率与视在功率的比值 B. 无功功率与有功功率的比值 C. 视在功率与无功功率的比值 D. 无功功率与视在功率的比值 【答案】A 【解析】功率因数是指有功功率与视在功率的比值，选项A正确。 13. 在交流电路中，功率因数的理想值为（ ） A. 0 B. 1 C. 无穷大 D. 可变 【答案】B 【解析】功率因数的理想值为1，表示电路中没有无功功率，全部为有用功率。 14. 如图所示，当S断开时，电路的功率因数为0.5；当S闭合时，电路的功率因数被提高到0.9，则S闭合后（ ） A. 的读数增加，的读数不变 B. 的读数不变，的读数增加 C. 的读数减小，的读数不变 D. 的读数减小，的读数增加 【答案】C 【解析】当S闭合时，功率因数提高，的读数减小，而的读数不变，故C正确。 15. 三相电路中，如果某一相的电流超前电压，则这个相的负载类型为：（ ） A. 纯电阻性负载 B. 纯电感性负载 C. 混合负载 D. 纯电容性负载 【答案】D 【解析】纯电容性负载中，电流超前电压，相位差为，因此功率因数。故选D。 16. 功率因数的定义是（ ） A. 无功功率与有功功率的比值 B. 无功功率与视在功率的比值 C. 视在功率与有功功率的比值 D. 有功功率与视在功率的比值 【答案】D 【解析】功率因数定义为有功功率与视在功率的比值。 17. 在正弦交流电路中，功率因数为0.5表示（ ） A. 电压领先于电流 B. 电路中存在有功功率 C. 电路中存在无功功率 D. 电流领先于电压 【答案】C 【解析】功率因数，则。由于功率因数大于0且小于1，电路既有有功功率，也有无功功率，因此B、C均正确。仅凭功率因数为0.5无法判断电压或电流谁超前，A、D不能确定。 18. 功率因数cosφ是______的比值（ ） A. 视在功率与有功功率 B. 无功功率与视在功率 C. 有功功率与无功功率 D. 有功功率与视在功率 【答案】D 【解析】功率因数定义为有功功率与视在功率的比值，即。因此应选有功功率与视在功率的比值，故选D。功率因数越高，表示在相同视在功率下有功功率所占比例越大，供电设备容量利用越充分。 19. RLC串联电路中，下列关于功率因数的说法不正确的是（ ） A. 减小电阻，将变小 B. 改变频率可以改变 C. 调大电容可以使变大 D. 增大感抗一定可使变大 【答案】D 【解析】RLC串联电路的功率因数为。电路呈容性时。减小电阻会使功率因数变小；改变频率会改变感抗和容抗，从而改变功率因数；适当调大电容可减小容抗，使电路接近谐振，功率因数变大。增大感抗并不一定使功率因数变大，超过谐振状态后功率因数反而会减小，因此D不正确。 20. 在三相电路中，功率因数为1的情况下，电路表现为：（ ） A. 完全感性 B. 完全容性 C. 纯电阻性 D. 无穷大 【答案】C 【解析】功率因数为1表示电路为纯电阻性。 二、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 21. 简述功率因数的含义，并说明功率因数较低对供电系统的主要影响。 【答案】（1）功率因数是有功功率与视在功率的比值，通常用 表示。（2）功率因数较低时，在传输相同有功功率的条件下，线路电流增大。（3）线路电流增大会增加线路损耗和电压损失，并降低供电设备的利用率。 【解析】功率因数定义为，即有功功率与视在功率的比值。在三相供电系统中，传输有功功率。当输送的有功功率P和电压U一定时，功率因数越低，线路电流越大。电流增大将使线路损耗增大，线路电压降增大；同时，变压器、线路等供电设备需承受更大的电流，能够输送的有功功率减少，设备容量利用率降低。 22. 某车间内有多台感应电动机和电焊设备同时运行，月度电费中因功率因数偏低被加收费用。简述提高该车间功率因数的主要方法。 【答案】（1）在感性负载附近并联适当容量的电力电容器，补偿感性无功功率。（2）根据负载变化合理投切电容器，避免轻载时出现过补偿。（3）合理选择电动机容量，避免电动机长期轻载或空载运行。（4）对冲击性、波动性较大的负载，可采用自动无功补偿装置进行补偿。 【解析】感应电动机等感性负载运行时吸收感性无功功率，使电流滞后电压并降低功率因数。可在感性负载附近并联适当容量的电力电容器，由电容器提供部分容性无功功率，从而减少电源侧输送的无功电流。电容器容量应随负载变化合理投切，防止轻载时过补偿。还应合理选择电动机容量，避免电动机长期轻载或空载运行；对于电焊设备等冲击性、波动性负载，可采用自动无功补偿装置进行动态补偿。 23. 某工厂配电室测得一段时间内有功功率为 ，视在功率为 。经检查发现，车间内多台电动机长期轻载运行，且原有电容器组未投入使用。（1）计算该时段的功率因数。（2）判断该功率因数是否偏低，并说明理由。（3）针对现场情况，提出两项提高功率因数的措施。 【答案】（1）功率因数为 。（2）该功率因数偏低。功率因数为0.64时，供电线路需要输送较大的无功电流，会增大线路损耗并降低设备利用率。（3）应检查并恢复电容器组的正常投运，按负载变化进行无功补偿；应调整或更换长期轻载运行的电动机，使其在合理负载范围内运行。 【解析】（1）功率因数为有功功率与视在功率之比： （2）功率因数0.64偏低。功率因数较低时，在输送相同有功功率的条件下，线路电流增大，从而使线路损耗增大，并增加变压器、线路等供电设备的视在功率占用，降低设备利用率。 （3）可采取以下措施：①检查并恢复原有电容器组正常投运，并根据负载变化进行合理投切，实现无功补偿；②调整、合并或更换长期轻载运行的电动机，使电动机在合理负载范围内运行，减少无功功率需求。 三、计算题（本大题共3小题，每题6分，共18分） 24. 某感性负载接在 220V、50Hz 的交流电源上，消耗有功功率 P=10kW，功率因数 cosφ1=0.6。若要将功率因数提高到 cosφ2=0.95，求： （1）需要并联的电容 C 的大小； （2）并联电容前后电路的总电流。 【答案】（1），；，。所需补偿无功功率为 。 （2）并联前总电流 。并联后总电流 。 【解析】按单相220 V感性负载计算。 （1）提高功率因数前后，负载有功功率保持为。电容器应提供的无功功率为： 单相并联电容器的无功功率为，其中。因此： （2）单相电路中。补偿前： 补偿后： 因此，并联电容器后总电流由约75.76 A降低至约47.85 A。 25. 如图所示是日光灯实验电路。 （1）指出电路中的连接错误； （2）正确连接后，电压表的、读数分别是220V和110V，电流表读数是440mA，试计算变压器的变压比K、一次侧电流； （3）此时若电路的功率因数是0.5，计算电路占用的电源容量S、电路的电阻R、感抗； （4）如果再将适当容量的电容器接在M、N两点之间时，电流表的读数和日光灯的亮度分别如何变化? 【答案】（1）启辉器应并联在日光灯两端；闸刀开关连线错误。 （2），。 （3），，，。 （4）（4）电流表读数不变；日光灯亮度不变。 【解析】（2），。 （3），，，。 26. 纯电阻正弦交流电路中，已知端电压，电阻R=20Ω （1）求电流、电压与电流相位差； （2）求电路消耗的功率和功率因数并画出电流电压的向量图。 【答案】（1）已知端电压 ，其中，w=314rad/s，可得；根据欧姆定律可得I=U/R=0.5A。纯电阻电路中，电流与电压同相位，所以电流 。纯电阻电路中，电压与电流同相位，相位差为 （2）电路消耗的功率P=UI=10x0.5=5W；纯电阻电路功率因数为1；电流电压的向量图: 四、综合应用题（本大题共3小题，每题10分，共30分） 27. 某机械加工车间的三相异步电动机负荷有功功率为24 kW，接在380 V、50 Hz三相电源上。现场测得该负荷的功率因数为0.73，计划将功率因数提高到0.95。已知 ，。（1）计算功率因数提高前负荷的视在功率和线路电流。（2）计算将功率因数提高到0.95时，所需并联电容器的无功补偿容量。（3）若现场可选用15 kvar的低压并联电容器组，判断其是否满足补偿要求，并说明安装电容器组时应注意的事项。 【答案】（1）视在功率为 。线路电流为 ，约为50 A。（2）补偿前无功功率为 。补偿后无功功率为 。所需补偿容量为 。（3）15 kvar电容器组大于14.64 kvar，能够满足补偿要求。电容器应并联在负荷侧，并根据负荷变化合理投切，防止发生过补偿。 【解析】（1）补偿前视在功率为： 三相线路电流为： 故补偿前线路电流约为50 A。 （2）补偿前后无功功率分别为： 所需电容器补偿容量为： （3）15 kvar电容器组大于计算所需的14.64 kvar，能够满足补偿要求。安装时电容器组应并联接在负荷侧或母线上；宜根据负荷变化分组、自动投切；轻载时应及时切除部分或全部电容器，防止过补偿。 28. 如图所示电路，已知，，，，求： （1）电流，并画出电压、电流相量图； （2）电路的功率和功率因数。 【答案】（1） 相量图为 （2）， 【解析】(1)小问详解： 314t−)A (2)小问详解： P=UIcosφ=100×8.66×0.866=750W 29. 某企业配电变压器额定容量为100 kVA，生产时主要由感性负载供电，负荷有功功率为45 kW，功率因数为0.60。企业拟采用自动投切电容器组，将功率因数提高到0.90。已知功率因数为0.60时 ，功率因数为0.90时 。（1）计算补偿前后的视在功率，并判断该变压器在补偿前后是否满足容量要求。（2）计算所需电容器组的无功补偿容量。（3）说明提高该企业功率因数对供电系统的两项主要作用。 【答案】（1）补偿前视在功率为 。补偿后视在功率为 。补偿前后视在功率均小于变压器额定容量100 kVA，均满足容量要求。补偿前容量余量为 ，补偿后容量余量为 ，容量余量增加25 kVA。（2）补偿前无功功率为 。补偿后无功功率为 。所需补偿容量为 ，可选用约40 kvar的自动补偿电容器组。（3）提高功率因数可减小线路电流和线路损耗；可降低变压器及线路的视在功率占用，提高供电设备利用率并释放供电容量。 【解析】有功功率不变，S=P/cosφ。补偿前S1=45/0.60=75kVA，补偿后S2=45/0.90=50kVA，均小于100kVA，余量由25kVA增至50kVA。Qc=P(tanφ1-tanφ2)=45×(1.33-0.48)=38.25kvar，宜选约40kvar。功率因数提高可减小电流和线损，释放设备容量。 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 $