电工关键技术基础与技能通用版综合项目综合项目习题.doc

单元模仿题5【项目五 正弦交流电路】【总250分】
一、填空题
1.直流电方向 变化而变化；交流电方向 变化而变化，正弦交流电则是大小和方向按 变化。
2.交流电周期是指 ，用符号 表达，其单位为 ；交流电频率是指 ，用符号 表达，其单位为赫兹（Hz）。它们关系是 。
3.国内动力和照明用电原则频率为 Hz，习惯上称为工频，其周期是 s，角频率是 rad/s。
4.正弦交流电三要素是 、 和 。
5.有效值与最大值之间关系为 ，有效值与平均值之间关系为 。在交流电路中通惯用 进行计算。
6.已知一正弦交流电流i＝sin (314t- )A，则该交流电最大值为 ，有效值为 ，频率为 ，周期为 ，初相位为 。
7.阻值为R电阻接入2V直流电路中，其消耗功率为P，如果把阻值为R电阻接到最大值为2V交流电路中，它消耗功率为 。
8.惯用表达正弦量办法有 、 和 ，它们都能将正弦量三要素精确地表达出来。
9.作相量图时，普通取 （顺、逆）时针转动角度为正，同一相量图中，各正弦量 应相似。
10.用相量表达正弦交流电后，它们加、减运算可按 法则进行。
11.纯电阻正弦交流电路中，电压有效值与电流有效值之间关系为 ，电压与电流在相位上关系为 。
12.在纯电阻电路中，已知端电压u＝311sin (314t+300)V，其中R＝l000Ω，那么电流 ，电压与电流相位差φ＝ ，电阻上消耗功率P＝ W。
13.平均功率是指 ，平均功率又称 。
14.在纯电感正弦交流电路中，电压有效值与电流有效值之间关系为 ，电压与电流在相位上关系为 。
15.感抗是表达 物理量，感抗与频率成 比，其值XL＝ ，单位是 ；若线圈电感为0.6 H，把线圈接在频率为50 Hz交流电路中，XL＝ Ω。
16.在纯电感正弦交流电路中，有功功率P＝ W，无功功率QL与电流I、电压UL感抗XL关系为： 。
17.一种纯电感线圈若接在直流电源上，其感抗XL＝ Ω，电路相称于 。
18.在正弦交流电路中，已知流过电感元件电流I＝10 A，电压u＝20sin(1 000t)V，则电流 ，感抗XL＝ Ω，电感L＝ H，无功功率QL＝ var。
19.在纯电容交流电路中，电压有效值与电流有效值之间关系为 ，电压与电流在相位上关系为 。
20.容抗是表达 物理量，容抗与频率成 比，其值XC＝ ，单位是 ；100 pF电容器对频率是l06 Hz高频电流和50 Hz工频电流容抗分别是 和 。
21.在纯电容正弦交流电路中，有功功率P＝ W，无功功率QC＝ ＝ ＝ 。
22.一种电容器接在直流电源上，其容抗XC＝ ，电路稳定后相称于 。
23.在正弦交流电路中，已知流过电容元件电流I＝10 A，电压u＝20 sin（1 000t）V，则电流 ，容抗XC＝ ，电容C＝ ，无功功率QC＝ 。
24.一种电感线圈接到电压为100 V直流电源上，测得电流为20 A，接到频率为50 Hz、电压为200 V交流电源上，测得电流为28.2 A，则线圈电阻R＝ Ω，电感L＝ mH。
25.在RL串联正弦交流电路中，已知电阻R＝6Ω，感抗XL＝8 Ω，则电路阻抗Z＝ Ω，总电压 电流相位差φ＝ ，如果电压u＝20sin (314t+)V，则电流 A，电阻上电压UR＝ V，电感上电压UL＝ V
26.在RC串联正弦交流电路中，已知电阻R＝8Ω，容抗Xc＝6 Ω，则电路阻抗Z＝ Ω，总电压滞后电流相位差φ＝ ，如果电压u＝20sin (314t+)V，则电流 ，电阻上电压UR＝ V，电容上电压UC＝ V。
27.已知某交流电路，电源电压u＝100sin（ωt-）V，电路中通过电流i＝10Isin (ωt-)A，则电压和电流之间相位差是 ，电路功率因数cosφ＝ ，电路中消耗有功功率P＝ ，电路无功功率Q＝ ，电源输出视在功率S＝ 。
28.串联正弦交流电路发生谐振条件是 。谐振时谐振频率品质因数Q＝ ，串联谐振又称 。
29.在发生串联谐振时，电路中感抗与容抗 ，此时电路中阻抗最 ，电流最 ，总阻抗Z＝ 。
30.有一RLC串联正弦交流电路，用电压表测得电阻、电感、电容上电压均为10 V，用电流表测得电流为10 A，此电路中R＝ ，P＝ ，Q＝ ，S＝ 。
31.串联谐振电路只合用于 场合，而并联谐振电路则合用于 场合。
32.LC并联谐振电路发生谐振时，其谐振频率fo＝，此时，电路中总阻抗最 ，总电流最 。
33.并联电路发生谐振时，品质因数Q＝ ，此时，电感或电容支路电流会 总电流，因此并联谐振又称 。
34. 在RLC串联电路中，已知电流为5A，电阻为30Ω，感抗为40Ω，容抗为80Ω，那么电路阻抗为 ，该电路为 性电路。电路中吸取有功功率为 ，吸取无功功率又为 。
35.比较串、并联谐振电路特点，填写下列表格中有关内容。
项目
XL与大小关系
总阻抗（等于、最大、最小）
总电流（压）（等于、最大、最小）
品质因素
总电流（压）与品质因素关系
谐振频率
串联谐振

并联谐振

二、选取题
1.交流电周期越长，阐明交流电变化得( )。
A.越快 B.越慢 C.无法判断
2.已知一交流电流，当t＝0时值i0 ＝1 A，初相位为300，则这个交流电有效值为( )A。
A.0.5 B.1. 414 C.1 D.2
3.已知一种正弦交流电压波形如图所示，其瞬时值表达式为( )V。
A.u＝10sin (ωt-) B.u＝-10sin (ωt-) C.u＝10sin (ωt+π)

4.已知u1＝20sin sin (314t+)V，u2＝40sin (314t-)V，则( )。
A.Ul比U2超前300 B.Ul比U2滞后300 C.Ul比U2超前900 D.不能判断相位差
5.已知i1＝10sin (314t-900)A,i2＝10sin(628t-300)A,则( )。
A.i1比i2超前600 B.i1比i2滞后600 C.i，比/。超前900 D.不能判断相位差
6.图所示相量图中，交流电压Ul和U2相位关系是( )。
A.ul比u2超前750 B.ul比u2滞后750 C.ul比u2超前300 D.无法拟定

7.同一相量图中两个正弦交流电，( )必要相似。
A.有效值 B.初相 C.频率
8.正弦电流通过电阻元件时，下列关系式对的是( )。
A. Im＝ B.I＝ C.i＝ D.I＝
9.已知一种电阻上电压u＝10 sin (314t-)V，测得电阻上所消耗功率为20 W，则这个电阻阻值为( )Ω。
A.5 B.10 C.40
10.在纯电感电路中，已知电流初相角为- 600，则电压初相角为( )。
A.300 B.600 C.900 D.1200
11.在纯电感正弦交流电路中，当电流i＝Isin( 314t)A时，则电压( )V。
A.u＝Isin (314t+) B.u＝IωLsin (314t-) C.u＝IωLsin (314t+)
12.在纯电感正弦交流电路中，电压有效值不变，增长电源频率时，电路中电流( )。
A.增大 B.减小 C.不变
13.下列说法对的是( )。
A.无功功率是无用功率
B.无功功率是表达电感元件建立磁场能量平均功率
C.无功功率是表达电感元件与外电路进行能量互换瞬时功率最大值
14.在纯电容正弦交流电路中，增大电源频率时，其她条件不变，电路中电流将( )。
A.增大 B.减小 C.不变
15.在纯电容交流电路中，当电流iC＝Isin (314t+)A时，电容上电压为( )V。
A. uc＝ IωCsin (314t+) B.uc＝IωCsin (314t) C.uc＝Isin (314t)
16.若电路中某元件两端电压u＝36sin (314t-)V，电流i＝4sin (314t)A，则该元件是( )。
A.电阻 B.电感 C.电容
17.加在容抗为100 Ω纯电容两端电压uc＝100sin (ωt-)V，则通过它电流应是( )A。
A.ic＝sin（ωt+） B.ic＝sin（ωt+） c.ic＝ sin (ωt+) D.ic＝ sin (ωt+)
18.白炽灯与电容器构成如图所示电路，由交流电源供电，如果交流电频率减小，则电容器( )。
A.电容增大 B.电容减小 C.容抗增大 D.容抗减小
19.白炽灯与线圈构成如图所示电路，由交流电源供电，如果交流电频率增大，则线圈( )。
A.电感增大 B.电感减小 C.感抗增大 D.感抗减小
20.两只同规格无铁心线圈，分别加上220 V直流电压与220 V交流电压，咱们可以发现( )。
A.由于是同一元件，U直＝U交，因此发热同样快 B.无法比较两线圈发热快慢
C.加交流电压时发热快 D.加直流电压时发热快
21.如图5-6所示，三个灯泡均正常发光，当电源电压不变、频率f变小时，灯亮度变化状况是( )。
A.HL1不变，HL2变暗，HL3变暗 B.HL1变亮，HL2变亮，HL3变暗
C.HL1、HL2、HL3均不变 D.HL1不变，HL2变亮，HL3变暗

22.在图5—7所示RL串联电路中，电压表PV1读数为10 V，PV2读数也为10 V，则电压表V读数应为( )V。
A.0 B.10 C.14.1 D.20
23.在图5-8所示电路中，当交流电源电压大小不变而频率减少时，电压表读数将( )。
A.增大 B.减小 C.不变
24.四个RLC串联电路参数如下，其中只有( )属电感性电路。
A.R＝5 Ω，XL＝7Ω，Xc＝4Ω B.R＝5Ω，XL＝4Ω，Xc＝7Ω
C.R＝5Ω，XL＝4Ω，Xc＝4Ω D.R＝5Ω，XL＝5Ω，XC＝5Ω
25.正弦交流电路如图5-11所示，已知开关S打开时，电路发生谐振。当把开关合上时，电路呈现( )。
A.阻性 B.感性 C.容性

26.正弦交流电路如图5-12所示，已知电源电压为220 V，频率f＝50 Hz时，电路发生谐振。现将电源频率增长，电压有效值不变，这时灯泡亮度( )。
A.比本来亮 B.比本来暗 C.和本来同样亮
27.在RLC串联正弦交流电路中，已知XL＝XC＝20 Ω，R＝20Ω，总电压有效值为220 V，则电感上电压为( )V。
A.0 B.220 C.73.3
28.在电阻、电感串联后再与电容并联电路发生谐振时，RL支路电流( )。
A.不不大于总电流 B.不大于总电流 C.等于总电流
29.在电阻、电感串联后再与电容并联电路中，变化电容使电路发生谐振时，电容支路电流( )。
A.不不大于总电流 B.不大于总电流 C.等于总电流 D.不一定
30.R、L、C串联电路产生谐振条件是( )。
A.R＝XL＝XC B.XL＝XC C.R
31. 某正弦电压有效值为380V，频率为50Hz，计时始数值等于380V，其瞬时值表达式为( )
A、V； B、V； C、V。
32. 一种电热器，接在10V直流电源上，产生功率为P。把它改接在正弦交流电源上，使其产生功率为P/2，则正弦交流电源电压最大值为( )
A、7.07V； B、5V； C、14V； D、10V。
33. 提高供电电路功率因数，下列说法对的是( )
A、减少了用电设备中无用无功功率； B、减少了用电设备有功功率，提高了电源设备容量；
C、可以节约电能； D、可提高电源设备运用率并减小输电线路中功率损耗。
34. 已知A，）A，则( )
A、i1超前i260°； B、i1滞后i260°； C、相位差无法判断。
35. 电容元件正弦交流电路中，电压有效值不变，频率增大时，电路中电流将( )
A、增大； B、减小； C、不变。
36. 在RL串联电路中，UR＝16V，UL＝12V，则总电压为( )
A、28V； B、20V； C、2V。
37. RLC串联电路在f0时发生谐振，当频率增长到2f0时，电路性质呈( )
A、电阻性； B、电感性； C、电容性。
38. 正弦交流电路视在功率是表征该电路( )
A、电压有效值与电流有效值乘积； B、平均功率； C、瞬时功率最大值。
三、判断题
（ ）1.用交流电压表测得交流电压是220 V，则此交流电压最大值是380 V。
（ ）2.一只额定电压为220 V白炽灯，可以接到最大值为311 V交流电源上。
（ ）3.用交流电表测得交流电数值是平均值。
（ ）4.8A直流电流和最大值为10 A交流电流分别通过阻值相似电阻，在相似时间内，10 A交流电流流过电阻发热最大。
（ ）5.一种电容器只能承受1000 V直流电压，能将它接到有效值为1000 V交流电路中使用。
（ ）6. 正弦量三要素是指最大值、角频率和相位。
（ ）7. 电感元件正弦交流电路中，消耗有功功率等于零。
（ ）8. 由于正弦量可以用相量来表达，因此说相量就是正弦量。
（ ）9. 电压三角形是相量图，阻抗三角形也是相量图。
（ ）10. 正弦交流电路视在功率等于有功功率和无功功率之和。
（ ）11. 一种实际电感线圈，在任何状况下呈现电特性都是感性。
（ ）12. 串接在正弦交流电路中功率表，测量是交流电路有功功率。
四、简答题
1.交流电三要素是什么？什么是正弦交流电相位差？

2.电烙铁种类有哪些？使用时应注意什么？

3.日光灯如何安装？日光灯启辉困难，灯管两端不断闪烁因素是什么，如何排除？

4.简述有功功率、无功功率、视在功率、功率因数概念？

5.RLC串联电路谐振条件是什么？谐振频率为多少？特点是什么？

RLC并联电路谐振条件是什么？谐振频率为多少？特点是什么？

五、计算题
1. 已知一正弦电动势最大值为220 V，频率为50 Hz，初相位为300，试写出此电动势解析式，并求出t＝0. 0l s时瞬时值。

3.某正弦交流电最大值为100 mA，频率为50 Hz，初相角为零，求：(1)电流在通过零值后多长时间才干达到50 mA?(2)电流在通过零值后多长时间达到最大值？
解

4.试分别画出下列两组正弦量相量图，并求其相位差，指出它们相位关系。
⑴ u1＝20sin (314t+)V，u2＝40sin (314t-)V
(2) i1＝4sin (314t+) A,i2＝8sin (314t-) A

5.已知正弦交流电流i1＝3sin (100πt+)A,i2＝4sin (100πt-)A，在同一坐标上画出其相量图，并计算i1+i2和i1-i2。
解

6.一种220 V／500 W电炉丝，接到u＝220 sin (ωt- )V电源上，求流过电炉丝电流解析式，并画出电压、电流相量图。

7.一种220 V／25 W灯泡接在u＝220sin (314t+600)V电源上，试求：(1)灯泡工作电阻；(2)电流瞬时值表达式；(3)电压、电流相量图。

8.已知一种电感线圈通过50 Hz电流时，其感抗为10 Ω，电压和电流相位差为900。试问：当频率升高至500 Hz时，其感抗是多少？电压与电流相位差又是多少？

9.一种L＝0.5 H线圈接到220 V、50 Hz交流电源上，求线圈中电流和功率。当电源频率变为100 Hz时，其她条件不变，线圈中电流和功率又是多少？

10.把电感为10 mH线圈接到u＝141sin (314t-)V电源上。试求：(1)线圈中电流有效值；(2)写出电流瞬时值表达式；(3)画出电流和电压相应相量图；(4)无功功率。

11.把一种电容C＝58.5μF电容器，分别接到电压为220 V、频率为50 Hz和电压为220 V、频率为500 Hz电源上。试分别求电容器容抗和电流有效值。

12.电容器电容C＝40 μF，把它接到u＝220sin (314t -)V电源上。试求：(1)电容容抗；(2)电流有效值；(3)电流瞬时值表达式；(4)作出电流、电压相量图；(5)电路无功功率。

13.把一种电阻为20Ω、电感为48 mH线圈接到u＝220sin (314t+)V交流电源上。求：(1)线圈感抗；(2)线圈阻抗；(3)电流有效值；(4)电流瞬时值表达式；(5)线圈有功功率、无功功率和视在功率。

14.把一种线圈接到电压为20 V直流电源上，测得流过线圈电流为0.4 A，当把它改接到频率为50 Hz、电压有效值为65 V交流电源上时，测得流过线圈电流为0.5 A，求线圈参数R和L。

15.把一种60 Ω电阻器和容量为125 μF电容器串联后接到u＝110sin (100t+)V交流电源上。求：(1)电容容抗；(2)电路阻抗；(3)电流有效值；(4)电流瞬时值表达式；(5)电路有功功率、无功功率和视在功率；(6)功率因数；(7)若将RC串联电路改接到110 V直流电源上，则电路中电流又为多少？

16.一种线圈和一种电容器相串联，已知线圈电阻R＝4Ω，XL＝3Ω，外加电压u＝220sin (314t+)V，i＝44sin(314t+84°)A。试求：(1)电路阻抗；(2)电路容抗；(3) UR、UL及UC，并作出相量图；(4)有功功率、无功功率和视在功率。

17.在RLC串联电路中R＝l Ω，L＝l00mH，电容C＝0.1μF，外加电压有效值U＝l mV。试求：(1)电路谐振频率；(2)谐振时电流；(3)回路品质因数和电容器两端电压。

18.在图5-13所示并联谐振电路中，C＝10pF，电流品质因数Q＝50，谐振频率f0＝37 kHz。求电感L和电阻R大小。

六、分析题
1.有三个交流电，它们电压瞬时值分别为u1＝311sin 314t V，u2＝537sin (314t+)V，u3＝156sin (314t-)V。
(1)这三个交流电有哪些不同之处？又有哪些共同之处？
(2)指出它们相位关系。

2.在白炽灯与镇流器串联实验电路中，用万用表交流电压挡测量电路各某些电压，测得成果是：电路端电压U＝220 V，白炽灯两端电压Ul＝110V，镇流器两端电压U2＝190 V，U1 +U2>U，如何解释这个实验成果？

3.如图5-10所示，三个电路中电源和灯泡是相似，灯泡都能发光，哪种状况下灯泡亮度最大？哪种状况下灯泡最暗？为什么？

4.实验器材有：低频信号发生器一台，100Ω电阻器一只，3300μH电感线圈一只，3 300 pF电容器一只，电容器箱一种，交流电流表一只，交流电压表一只。
(1)画出串联谐振电路实验原理图。
(2)当电路参数固定期，需要调节 来实现谐振；当信号源频率不变状况下，应变化 来实现谐振。
(3)连接好实验电路，调节信号源输出电压至2V，使其频率在40～60 kHz范畴内逐渐变化，当电流表读数为 时，电路谐振。
(4)调节信号源输出电压至2V，频率为50 Hz，变化电容器箱电容量，当电流表读数为 时，电路谐振。
七、分析与实验题（共16分）
1．将图6-5中三组三相负载分别按三相三线制星形、三相三线制三角形和三相四线制星形连接，接入供电线路。

2．在图6-6所示电路中，发电机每相电压为220 V，每盏白炽灯额定电压都是220 V，指出本图连接中错误，并阐明错误因素。

3．有一块实验底板如图6-7所示，应如何连接才干将额定电压为220 V白炽灯负载接入线电压为380 V三相对称电源上（每相两盏灯）。连接好上题线路后，Ll相开一盏灯，L2相、L3相均开两盏灯，这时若连接好中性线，白炽灯能正常发光吗？

4．．实验底板和第3题相似，三相电源线电压为220 V，应如何连接才干使白炽灯(额定电压为220 V)正常发光（每相仍为两盏灯）?