山东省（春季高考）电气技术类 《电工技术基础与技能》项目十四任务三 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》 项目十四：谐振电路 任务三：串联电路的谐振 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. 在串联谐振电路中，若电路的总电阻增加，对电路的品质因数（Q值）会有什么影响（ ） A. 增加 B. 不变 C. 减少 D. 先增加后减少 2. 在串联谐振电路中，若电路的总电感增加，对电路的谐振曲线会有什么影响（ ） A. 曲线变窄 B. 曲线变宽 C. 曲线保持不变 D. 谐振峰值降低 3. 电路如图所示，在RLC串联谐振电路中，调高频率f，同时使开关S闭合前后电压表的读数不变，则（ ） A. 电路重新发生谐振 B. 电容被击穿 C. Xc=2 D. 4. 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. 1592Hz C. 15.92Hz D. 15920Hz 5. 下列关于RLC串联谐振的说法正确的是：RLC串联发生谐振时，（ ） A. 总阻抗最小，总电流也最小 B. 总阻抗最大，总电流最小，流过电感的电流是总电流的倍 C. 总阻抗最小，总电流最大 D. 电路电抗为零，感抗、容抗均为零 6. 当串联谐振电路发生谐振时，电感两端电压与电容两端电压的关系是（ ） A. B. C. D. 与相位相同 7. 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. 8. 串联谐振电路的应用不包括（ ） A. 滤波电路 B. 放大电路 C. 调谐电路 D. 振荡电路 9. 已知串联谐振电路的R = 5Ω，L = 0.2H，要使品质因数Q = 20，则电容C应为（ ） A. 1000μF B. 10μF C. 100μF D. 1μF 10. 如图所示电路，开关S断开时的谐振频率为，那么当开关S闭合后电路的频率为（ ） A. 2 B. 1/2 C. D. 1/4 11. 若在谐振电路中增加一个串联电感器，以下哪个描述是正确的？（ ） A. 共振频率不变 B. 共振频率增大 C. 共振频率减小 D. 共振频率变为零 12. 在一个RLC串联电路中，当电容C的电容值增大，同时电感L的电感值减小，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. 品质因数增大 D. 带宽增大 13. RLC串联电路处于谐振状态时（ ） A. 电阻两端的电压最大，且与总电压相等 B. 电路没有能量损耗 C. 电感和电容间无能量交换 D. 电感和电容两端的电压分别与总电压相等 14. RLC 串联电路发生串联谐振时，电路的阻抗（ ）​ A. 最大 B. 等于R C. 等于零 D. 等于感抗和容抗 15. 在RLC 串联电路中，以下能发生串联谐振的是（ ） A. B. C. D. 16. 在串联谐振电路中，电感和电容的阻抗______。（ ） A. 互相抵消 B. 相互增大 C. 相互减小 D. 相位差为90度 17. 如图所示，关于RLC谐振电路，下列叙述错误的是（ ） A. 电感两端电压为0 B. 仅闭合时电路呈感性 C. 仅闭合时电路呈容性 D. 、均闭合时电路性质不变 18. RLC串联电路发生谐振时，电路中恒等于零的功率是（ ） A. 有功功率 B. 无功功率 C. 视在功率 D. 瞬时功率 19. 串联谐振电路的特点是什么？（ ） A. 谐振时电路呈纯电阻性，总电流最大 B. 谐振时总阻抗最大，总电流最小 C. 谐振时感抗、容抗均为零 D. 谐振时电路呈纯电感性，总电流最大 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 二、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 21. 串联谐振。 22. 调谐。 23. RLC串联电路发生谐振的条件是什么？谐振时电路有哪些主要特性？ 三、计算题（本大题共3小题，每题6分，共18分） 24. 某串联 RLC 电路接在频率为 50 Hz、电压有效值为 100 V 的交流电源上，已知电阻 为 20 Ω，电容 为 100 μF。调节电感使电路发生串联谐振。（1）计算电感 的电感量。（2）计算谐振时电路的阻抗和电流有效值。（3）计算谐振时电容两端的电压有效值，并说明该结果体现了串联谐振的哪一特点。 25. 一个 RLC 串联电路，，，，接在电压 的正弦交流电源上。求： （1）电路的谐振频率 f0； （2）谐振时的电流 I0； （3）谐振时的品质因数 Q； （4）谐振时电感和电容两端的电压。​ 26. 某串联 RLC 电路中，电阻 为 10 Ω，电感 为 0.20 H，电容 为 50 μF。电源电压有效值保持 200 V 不变。（1）计算该电路的谐振频率。（2）当电源频率调至谐振频率时，计算电路中的电流有效值和消耗的有功功率。（3）当电源频率为 100 Hz 时，判断电路呈何种性质，并计算此时的阻抗和电流有效值。 四、综合应用题（本大题共3小题，每题10分，共30分） 27. 某自动化设备的交流滤波支路采用串联 RLC 电路，已知电源电压为 220 V、频率为 50 Hz，电阻 R 为 8 Ω，电感 L 为 0.20 H。现需选择合适的电容，使该支路在电源频率下发生串联谐振。（1）计算所需电容 C 的容量，并计算谐振时电路电流和电感两端电压。（2）说明该电路在 50 Hz 下满足串联谐振时的阻抗和功率因数特点。（3）分析该支路在实际安装、调试中应采取的安全措施。 28. 某车间有一 RLC 串联电路，参数为 R=15Ω，L=0.1H，C=200μF，接在 220V、50Hz 的交流电源上。​ （1）计算电路的阻抗、电流及各元件电压，并判断电路性质；​ （2）若要使电路发生串联谐振，应将电容值调整为多少？谐振时的电流和品质因数各为多少？​ （3）若用功率表测量该电路谐振时的有功功率，读数应为多少？若此时电源频率偏离谐振频率，功率表示数会如何变化？​ 29. 某维修技师使用串联谐振法检测一段电缆的绝缘状况。测试回路中电阻 R 为 10 Ω，电感 L 为 50 mH，电容 C 为 200 μF，试验电源电压为 100 V。首次将电源频率设为 60 Hz。（1）计算该回路在 60 Hz 时的感抗、容抗、总阻抗和电流。（2）计算该回路的谐振频率，并比较其在谐振状态与 60 Hz 时的电流大小。（3）若调节频率后始终未出现明显的电流峰值，分析可能原因，并说明检查措施。 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》 项目十四：谐振电路 任务三：串联电路的谐振 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. 在串联谐振电路中，若电路的总电阻增加，对电路的品质因数（Q值）会有什么影响（ ） A. 增加 B. 不变 C. 减少 D. 先增加后减少 【答案】C 【解析】串联谐振电路的品质因数为。在电感L和电容C不变时，总电阻R增加，品质因数Q减小，因此选C。 2. 在串联谐振电路中，若电路的总电感增加，对电路的谐振曲线会有什么影响（ ） A. 曲线变窄 B. 曲线变宽 C. 曲线保持不变 D. 谐振峰值降低 【答案】A 【解析】串联谐振电路的带宽为。在总电阻R不变时，总电感L增加，带宽减小，谐振曲线变窄；同时品质因数增大，曲线更尖锐。因此选A。 3. 电路如图所示，在RLC串联谐振电路中，调高频率f，同时使开关S闭合前后电压表的读数不变，则（ ） A. 电路重新发生谐振 B. 电容被击穿 C. Xc=2 D. 【答案】C 【解析】调高频率且开关S闭合前后电压表的读数不变可得总阻抗不变，要使得总阻抗不变，可得，故选C 4. 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. 1592Hz C. 15.92Hz D. 15920Hz 【答案】A 【解析】谐振频率为。，所以，。因此，选择A选项。 5. 下列关于RLC串联谐振的说法正确的是：RLC串联发生谐振时，（ ） A. 总阻抗最小，总电流也最小 B. 总阻抗最大，总电流最小，流过电感的电流是总电流的倍 C. 总阻抗最小，总电流最大 D. 电路电抗为零，感抗、容抗均为零 【答案】C 【解析】RLC串联电路发生谐振时，感抗与容抗大小相等、性质相反，电路总电抗为零，总阻抗最小且等于电阻R，因此总电流最大。 6. 当串联谐振电路发生谐振时，电感两端电压与电容两端电压的关系是（ ） A. B. C. D. 与相位相同 【答案】C 【解析】串联谐振时，根据U = IX，电流I相同，所以。 7. 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 8. 串联谐振电路的应用不包括（ ） A. 滤波电路 B. 放大电路 C. 调谐电路 D. 振荡电路 【答案】D 【解析】串联谐振电路在谐振时阻抗最小、电流最大，具有选频特性，典型应用包括滤波电路和调谐电路，也可用于谐振放大电路。按本题的常规分类，振荡电路通常以并联谐振回路作为选频网络，因此串联谐振电路通常不用作振荡电路，选D。 9. 已知串联谐振电路的R = 5Ω，L = 0.2H，要使品质因数Q = 20，则电容C应为（ ） A. 1000μF B. 10μF C. 100μF D. 1μF 【答案】D 【解析】串联谐振电路的品质因数满足。整理得。代入、、，得 。题目选项中没有20μF，因此题目给定答案D和原解析中的“1μF”均不正确。 10. 如图所示电路，开关S断开时的谐振频率为，那么当开关S闭合后电路的频率为（ ） A. 2 B. 1/2 C. D. 1/4 【答案】B 【解析】合上开关后,电路的电容值为4C，根据串联电路的谐振频率 ，可得电路的谐振频率为。故选B 11. 若在谐振电路中增加一个串联电感器，以下哪个描述是正确的？（ ） A. 共振频率不变 B. 共振频率增大 C. 共振频率减小 D. 共振频率变为零 【答案】C 【解析】谐振频率为。增加一个串联电感器后，电路的等效电感L增大；在电容C不变时，增大，因此谐振频率减小。选择C。 12. 在一个RLC串联电路中，当电容C的电容值增大，同时电感L的电感值减小，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. 品质因数增大 D. 带宽增大 【答案】D 【解析】谐振频率为。C增大使减小，而L减小使增大，因此无法确定谐振频率的变化方向。串联谐振电路的带宽为，R不变而L减小时，带宽增大。同时，L减小且C增大时，Q减小。因此选D。 13. RLC串联电路处于谐振状态时（ ） A. 电阻两端的电压最大，且与总电压相等 B. 电路没有能量损耗 C. 电感和电容间无能量交换 D. 电感和电容两端的电压分别与总电压相等 【答案】A 【解析】RLC串联电路处于谐振状态时，电流最大，此时电阻两端的电压最大，与总电压相等，电路损耗的能量都在电阻上，电容与电感两端的电压是总电压的Q倍，电容与电感之间存在能量交换。故A正确，B、C、D错误。 14. RLC 串联电路发生串联谐振时，电路的阻抗（ ）​ A. 最大 B. 等于R C. 等于零 D. 等于感抗和容抗 【答案】B 15. 在RLC 串联电路中，以下能发生串联谐振的是（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】在串联电路中，发生串联谐振的条件是XL=XC （其中XL为电感的感抗，XC为电容的容抗）。 选项A、选项B、选项C，因为XLXC，所以该电路不发生串联谐振。 选项D，这里XL=XC，满足串联谐振的条件。 16. 在串联谐振电路中，电感和电容的阻抗______。（ ） A. 互相抵消 B. 相互增大 C. 相互减小 D. 相位差为90度 【答案】A 【解析】在串联谐振时，感抗与容抗大小相等，即 。电感阻抗为 ，电容阻抗为 ，二者相加为零，因此电感和电容的阻抗相互抵消，电路总阻抗仅剩电阻 。故选A。 17. 如图所示，关于RLC谐振电路，下列叙述错误的是（ ） A. 电感两端电压为0 B. 仅闭合时电路呈感性 C. 仅闭合时电路呈容性 D. 、均闭合时电路性质不变 【答案】A 18. RLC串联电路发生谐振时，电路中恒等于零的功率是（ ） A. 有功功率 B. 无功功率 C. 视在功率 D. 瞬时功率 【答案】B 【解析】RLC串联电路谐振时，电路呈纯电阻性，电压与电流同相，功率因数角为零，因此无功功率。故选B。 19. 串联谐振电路的特点是什么？（ ） A. 谐振时电路呈纯电阻性，总电流最大 B. 谐振时总阻抗最大，总电流最小 C. 谐振时感抗、容抗均为零 D. 谐振时电路呈纯电感性，总电流最大 【答案】A 【解析】串联谐振时，感抗与容抗大小相等、性质相反，电路总电抗为零，呈纯电阻性；此时总阻抗最小，电流达到最大值。故选A。 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】RLC串联电路发生谐振时，，感抗与容抗相互抵消，电路总阻抗。故选C。 二、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 21. 串联谐振。 【答案】在RLC串联电路中，当电路端电压和电流同相时，电路呈电阻性，电路的这种状态称为串联谐振。 【解析】在正弦稳态的 RLC 串联电路中，当感抗与容抗相等，即 时，电路总电抗为零，总阻抗为 ，电路呈纯电阻性。此时电路端电压与电流同相，这种状态称为串联谐振。 22. 调谐。 【答案】调谐是通过改变串联谐振电路的电感 或电容 ，使电路的谐振频率等于所需交流信号频率，从而选择该频率信号的过程。 【解析】串联谐振频率为 。改变电感 或电容 ，即可改变谐振频率 ；当 调整到与所需信号频率相等时，电路在该频率下发生串联谐振、电流最大，从而实现对该信号的选择。这一过程称为调谐。 23. RLC串联电路发生谐振的条件是什么？谐振时电路有哪些主要特性？ 【答案】谐振条件：感抗等于容抗，即 XL = XC 主要特性： （1） 电路阻抗最小，且呈纯电阻性（ Z=R ）； （2）电路电流最大（ I=U/R ）； （3）电感电压与电容电压大小相等、相位相反（ UL = UC ），串联时总电压等于电阻电压（ U=UR ）； 【解析】RLC 串联电路的总阻抗为 。发生谐振的条件是 ，此时总电抗为零，故 ，电路呈纯电阻性，端电压与电流同相。由于总阻抗达到最小值 ，在电源电压一定时电流为最大值 。同时，、，因 ，所以 与 大小相等、相位相反；二者的相量和为零，因此电源电压等于电阻两端电压，即 。 三、计算题（本大题共3小题，每题6分，共18分） 24. 某串联 RLC 电路接在频率为 50 Hz、电压有效值为 100 V 的交流电源上，已知电阻 为 20 Ω，电容 为 100 μF。调节电感使电路发生串联谐振。（1）计算电感 的电感量。（2）计算谐振时电路的阻抗和电流有效值。（3）计算谐振时电容两端的电压有效值，并说明该结果体现了串联谐振的哪一特点。 【答案】（1）由 ，得 ，约为 0.101 H，即 101 mH。（2）谐振时 Ω， A，电流有效值为 5 A。（3） Ω，约为 31.83 Ω。 V，约为 159.15 V。该结果体现了串联谐振时电感、电容两端可能产生高于电源电压的电压。 【解析】（1）串联谐振条件为 ，谐振频率满足 。调节后 ，因此 。 （2）谐振时总电抗为零，故总阻抗 。电流有效值为 。 （3）电容容抗为 。因此电容两端电压有效值为 。 大于电源电压 ，体现了串联谐振时电感、电容两端可能出现较高电压的电压谐振（电压放大）特点。 25. 一个 RLC 串联电路，，，，接在电压 的正弦交流电源上。求： （1）电路的谐振频率 f0； （2）谐振时的电流 I0； （3）谐振时的品质因数 Q； （4）谐振时电感和电容两端的电压。​ 【答案】（1） （2） （3） （4） 26. 某串联 RLC 电路中，电阻 为 10 Ω，电感 为 0.20 H，电容 为 50 μF。电源电压有效值保持 200 V 不变。（1）计算该电路的谐振频率。（2）当电源频率调至谐振频率时，计算电路中的电流有效值和消耗的有功功率。（3）当电源频率为 100 Hz 时，判断电路呈何种性质，并计算此时的阻抗和电流有效值。 【答案】（1） Hz，约为 50.33 Hz。（2）谐振时 Ω， A，电流有效值为 20 A。 W，有功功率为 4000 W。（3） Ω，约为 125.66 Ω。 Ω，约为 31.83 Ω。因 大于 ，电路呈感性。 Ω，约为 94.36 Ω。 A，约为 2.12 A。 【解析】（1）谐振频率为 。 （2）当电源频率等于谐振频率时，，总阻抗 。电流有效值为 。电路的有功功率为 。 （3）当 时，。， 。由于 ，电路呈感性。此时 ， 。 四、综合应用题（本大题共3小题，每题10分，共30分） 27. 某自动化设备的交流滤波支路采用串联 RLC 电路，已知电源电压为 220 V、频率为 50 Hz，电阻 R 为 8 Ω，电感 L 为 0.20 H。现需选择合适的电容，使该支路在电源频率下发生串联谐振。（1）计算所需电容 C 的容量，并计算谐振时电路电流和电感两端电压。（2）说明该电路在 50 Hz 下满足串联谐振时的阻抗和功率因数特点。（3）分析该支路在实际安装、调试中应采取的安全措施。 【答案】（1）谐振条件为 ，因此 。 。。谐振时 。。（2）谐振时感抗与容抗相等，电路总阻抗最小，等于电阻 R；电流最大，电流与电源电压同相，功率因数为 1。（3）电感和电容两端可能出现远高于电源电压的电压，应选用耐压合格的元件；接线应牢固可靠，并设置熔断器或断路器等保护装置；调试时应逐步升压并监测电流、电压。 【解析】谐振时XL=XC，C=1/(4π2)=50.7μF。此时Z=R=8Ω，I=220/8=27.5A，UL=IXL=1727V。回路电抗抵消，功率因数为1；应采用足够耐压元件，设置保护并逐步升压监测。 28. 某车间有一 RLC 串联电路，参数为 R=15Ω，L=0.1H，C=200μF，接在 220V、50Hz 的交流电源上。​ （1）计算电路的阻抗、电流及各元件电压，并判断电路性质；​ （2）若要使电路发生串联谐振，应将电容值调整为多少？谐振时的电流和品质因数各为多少？​ （3）若用功率表测量该电路谐振时的有功功率，读数应为多少？若此时电源频率偏离谐振频率，功率表示数会如何变化？​ 【答案】（1） ；因 XL>XC，电路呈电感性。 （2）谐振时即，； 谐振电流；。 （3）谐振时有功功率，当频率低于谐振频率时，电路呈电容性，电流减小，有功功率减小；当频率高于谐振频率时，电路呈电感性，电流减小，有功功率也减小。 29. 某维修技师使用串联谐振法检测一段电缆的绝缘状况。测试回路中电阻 R 为 10 Ω，电感 L 为 50 mH，电容 C 为 200 μF，试验电源电压为 100 V。首次将电源频率设为 60 Hz。（1）计算该回路在 60 Hz 时的感抗、容抗、总阻抗和电流。（2）计算该回路的谐振频率，并比较其在谐振状态与 60 Hz 时的电流大小。（3）若调节频率后始终未出现明显的电流峰值，分析可能原因，并说明检查措施。 【答案】（1）。 。。。（2） 。谐振时 ，电流 ，大于 60 Hz 时的 8.73 A。（3）可能是电感、电容参数变化，回路接触不良，或电阻过大导致谐振不明显。应测量元件实际参数和连接电阻，检查接线端子，并在额定范围内重新扫频测试。 【解析】60Hz时XL=18.84Ω，XC=13.27Ω，Z=^{2}+(XL-XC)^{2}]=11.45Ω，I=8.73A。f0=50.3Hz，谐振时Z=10Ω、I=10A。无峰值可检查元件参数、接触及附加电阻，并确认扫频范围。 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 $