汽车电工电子及电路分析形成性考核作业二

汽车电工电子及电路分析形成性考核作业二一、选择题1.已知正弦交流电压u=220sin(314t+30°)V，它的有效值是（）A.220VB.220√2VC.311VD.311√2V答案：A解析：正弦交流电压的有效值等于其最大值除以√2，该电压表达式中220为最大值，所以有效值为220V。

2.某正弦交流电的频率f=50Hz，其角频率ω为（）A.314rad/sB.628rad/sC.100πrad/sD.200πrad/s答案：C解析：角频率ω=2πf，已知f=50Hz，所以ω=2π×50=100πrad/s。

3.电感元件的感抗与（）成正比。A.电感B.频率C.电感和频率D.电压答案：C解析：感抗XL=2πfL，所以感抗与电感和频率成正比。

4.电容元件的容抗与（）成反比。A.电容B.频率C.电容和频率D.电流答案：B解析：容抗XC=1/(2πfC)，所以容抗与频率成反比。

5.一个R=10Ω、L=0.2H的线圈，接在f=50Hz、U=220V的交流电源上，其电流I为（）A.22AB.11AC.20AD.10A答案：C解析：首先计算感抗XL=2πfL=2×3.14×50×0.2=62.8Ω，然后计算阻抗Z=√(R²+XL²)=√(10²+62.8²)≈63.6Ω，最后根据欧姆定律I=U/Z=220/63.6≈20A。

6.某RLC串联电路，R=10Ω，XL=20Ω，XC=10Ω，则电路的性质是（）A.电阻性B.电感性C.电容性D.无法确定答案：B解析：因为XL＞XC，所以电路呈电感性。

7.三相对称电源的线电压为380V，对称负载接成三角形，其相电压UP和相电流IP分别为（）A.220V，11AB.380V，11AC.220V，38AD.380V，38A答案：A解析：三角形连接时，相电压UP=UL=380V，相电流IP=UL/√3R，这里R未知，但根据选项可判断相电流IP=380/√3/20=11A（假设R=20Ω），而三角形连接时相电压UP=220V（线电压除以√3）。

8.对称三相负载作星形连接时，线电流IL与相电流IP的关系是（）A.IL=IPB.IL=√3IPC.IP=√3ILD.无关系答案：A解析：星形连接时，线电流等于相电流，即IL=IP。

9.变压器的基本工作原理是（）A.电磁感应B.电流的磁效应C.楞次定律D.基尔霍夫定律答案：A解析：变压器是利用电磁感应原理工作的。

10.变压器的变比k等于（）A.一次侧电压与二次侧电压之比B.二次侧电压与一次侧电压之比C.一次侧电流与二次侧电流之比D.二次侧电流与一次侧电流之比答案：A解析：变比k=U1/U2，即一次侧电压与二次侧电压之比。

二、填空题1.正弦交流电的三要素是____、____和____。答案：最大值（或有效值）、角频率、初相位解析：正弦交流电的三要素决定了其变化规律和特征。

2.已知正弦交流电流i=10sin(314t45°)A，它的有效值是____A，频率是____Hz，初相位是____。答案：10/√2≈7.07、50、45°解析：有效值为最大值除以√2；频率f=ω/(2π)=314/(2×3.14)=50Hz；初相位为45°。

3.电感元件对交变电流的阻碍作用叫____，其大小用____表示，单位是____。答案：感抗、XL、欧姆（Ω）解析：感抗反映电感对交变电流的阻碍能力。

4.电容元件对交变电流的阻碍作用叫____，其大小用____表示，单位是____。答案：容抗、XC、欧姆（Ω）解析：容抗体现电容对交变电流的阻碍特性。

5.一个R=10Ω、L=0.1H的线圈，接在f=50Hz、U=220V的交流电源上，其感抗XL=____Ω，阻抗Z=____Ω，电流I=____A。答案：31.4、33.1、6.65解析：XL=2πfL=2×3.14×50×0.1=31.4Ω；Z=√(R²+XL²)=√(10²+31.4²)≈33.1Ω；I=U/Z=220/33.1≈6.65A。

6.某RLC串联电路，R=20Ω，XL=30Ω，XC=10Ω，则电路的阻抗Z=____Ω，电路呈____性。答案：20√2、电感解析：Z=√[R²+(XLXC)²]=√[20²+(3010)²]=20√2Ω；因为XL＞XC，所以电路呈电感性。

7.三相对称电源是由三个____、____和____都相同的正弦交流电源按一定方式连接组成的。答案：最大值、频率、初相位解析：这是三相对称电源的基本特征。

8.对称三相负载作三角形连接时，线电压UL与相电压UP的关系是____，线电流IL与相电流IP的关系是____。答案：UL=UP、IL=√3IP解析：三角形连接时线电压和相电压相等，线电流是相电流的√3倍。

9.变压器主要由____和____组成。答案：铁芯、绕组解析：铁芯和绕组是变压器的主要组成部分。

10.变压器的变比k=____/____=____/____。答案：U1、U2、I2、I1解析：变比既可以用电压比表示，也可以用电流比表示。

三、判断题1.正弦交流电的有效值总是大于其最大值。（）答案：×解析：正弦交流电的有效值等于最大值除以√2，所以有效值小于最大值。

2.电感元件在直流电路中相当于短路。（）答案：√解析：在直流电路中，电感元件的感抗XL=2πfL=0（f=0），相当于短路。

3.电容元件在直流电路中相当于开路。（）答案：√解析：在直流电路中，电容元件的容抗XC=1/(2πfC)=∞（f=0），相当于开路。

4.RLC串联电路发生谐振时，电路的阻抗最大。（）答案：×解析：RLC串联电路谐振时，阻抗最小，且Z=R。

5.对称三相负载作星形连接时，中线电流为零。（）答案：√解析：对称三相负载作星形连接时，三相电流对称，中线电流为零。

6.变压器只能改变电压，不能改变电流。（）答案：×解析：变压器既能改变电压，也能改变电流，变比k=U1/U2=I2/I1。

7.变压器的变比k与匝数比N1/N2相等。（）答案：√解析：变比k=U1/U2=N1/N2。

8.三相对称电源的线电压超前相应的相电压30°。（）答案：√解析：这是三相对称电源线电压和相电压的相位关系。

9.对称三相负载作三角形连接时，其相电流在相位上比线电流滞后30°。（）答案：×解析：对称三相负载作三角形连接时，相电流在相位上比线电流滞后30°。

10.正弦交流电的频率越高，电感元件对它的感抗越大。（）答案：√解析：感抗XL=2πfL，频率越高，感抗越大。

四、简答题1.简述正弦交流电的三要素及其物理意义。答案：正弦交流电的三要素包括最大值（或有效值）、角频率和初相位。最大值（或有效值）：反映了正弦交流电的变化范围或实际做功能力。最大值是正弦交流电在一个周期内所能达到的最大瞬时值；有效值是根据电流的热效应定义的，与最大值之间存在√2的关系，它能等效替代正弦交流电在实际电路中的作用效果。角频率：决定了正弦交流电变化的快慢程度。角频率ω=2πf，其中f是频率，频率越高，角频率越大，正弦交流电变化越快。初相位：确定了正弦交流电在计时起点时的状态。它反映了正弦交流电与参考正弦量的相对位置关系，不同的初相位表示正弦交流电在时间上的先后差异。

2.什么是感抗？它与哪些因素有关？答案：电感元件对交变电流的阻碍作用叫感抗。感抗XL与电感L和频率f成正比，其表达式为XL=2πfL。电感L越大，对交变电流的阻碍作用越强，感抗越大；频率f越高，交变电流变化越快，电感产生的自感电动势越大，对电流的阻碍作用也越大，感抗越大。

3.什么是容抗？它与哪些因素有关？答案：电容元件对交变电流的阻碍作用叫容抗。容抗XC与电容C和频率f成反比，其表达式为XC=1/(2πfC)。电容C越大，在相同频率下能够容纳的电荷量越多，对交变电流的阻碍作用越小，容抗越小；频率f越高，电容的充放电过程越快，对交变电流的导通能力越强，容抗越小。

4.简述RLC串联电路发生谐振的条件及特点。答案：RLC串联电路发生谐振的条件是：电路的感抗XL等于容抗XC，即XL=XC。谐振时的特点如下：电路的阻抗最小，且Z=R。此时电路对交变电流的阻碍作用最小，电流最大。电感电压与电容电压大小相等，方向相反，相互抵消，电源电压全部加在电阻R上。电路的功率因数cosφ=1，电路呈电阻性，此时电路消耗的功率最大，电能与磁场能和电场能之间的转换达到平衡，无能量交换。

5.对称三相负载有哪几种连接方式？它们的线电压与相电压、线电流与相电流之间的关系如何？答案：对称三相负载有星形（Y）连接和三角形（△）连接两种方式。星形连接：线电压UL与相电压UP的关系是UL=√3UP，线电流IL与相电流IP的关系是IL=IP。三角形连接：线电压UL与相电压UP的关系是UL=UP，线电流IL与相电流IP的关系是IL=√3IP。

6.简述变压器的工作原理。答案：变压器是利用电磁感应原理工作的。它主要由铁芯和绕组组成。当一次绕组接入交流电源时，绕组中便有交变电流通过，在铁芯中产生交变磁通。这个交变磁通同时穿过一次绕组和二次绕组，根据电磁感应定律，在二次绕组中会感应出电动势。如果二次绕组是闭合的，就会有电流通过负载。变压器通过改变绕组的匝数比来改变电压，同时根据变比关系改变电流。变比k=U1/U2=N1/N2=I2/I1，其中U1、U2分别是一次侧和二次侧电压，N1、N2分别是一次侧和二次侧绕组匝数，I1、I2分别是一次侧和二次侧电流。

五、计算题1.已知正弦交流电压u=311sin(314t+60°)V，求：（1）电压的有效值U；（2）频率f；（3）初相位φ。答案：（1）正弦交流电压的有效值U=Um/√2，其中Um=311V，所以U=311/√2≈220V。（2）由ω=2πf，已知ω=314rad/s，可得f=ω/(2π)=314/(2×3.14)=50Hz。（3）初相位φ=60°。

2.一个R=20Ω的电阻元件，接到u=220sin(314t)V的交流电源上，求通过电阻元件的电流i，并写出其瞬时值表达式。答案：根据欧姆定律I=U/R，电压有效值U=220V，电阻R=20Ω，所以电流有效值I=220/20=11A。电流的瞬时值表达式为i=Imsin(314t)，其中Im=√2I=11√2A，所以i=11√2sin(314t)A。

3.一个L=0.1H的电感元件，接在u=220sin(314t)V的交流电源上，求感抗XL和通过电感元件的电流i，并写出其瞬时值表达式。答案：感抗XL=2πfL，已知f=50Hz，L=0.1H，所以XL=2×3.14×50×0.1=31.4Ω。根据欧姆定律I=U/XL，电压有效值U=220V，所以电流有效值I=220/31.4≈7A。电流的瞬时值表达式为i=Imsin(314t90°)，其中Im=√2I=7√2A，所以i=7√2sin(314t90°)A。

4.一个C=100μF的电容元件，接在u=220sin(314t)V的交流电源上，求容抗XC和通过电容元件的电流i，并写出其瞬时值表达式。答案：容抗XC=1/(2πfC)，已知f=50Hz，C=100×10^6F，所以XC=1/(2×3.14