2025年《电工技术基础与技能》试题与答案

2025年《电工技术基础与技能》试题与答案一、单项选择题（每题2分，共30分）1.某直流电路中，已知电源电动势E=12V，内阻r=0.5Ω，外接负载电阻R=5.5Ω，则电路中的电流I为（）。A.1.8AB.2AC.2.2AD.2.4A2.关于电感元件的特性，下列说法正确的是（）。A.电感对直流电流的阻碍作用很大B.电感在交流电路中会消耗有功功率C.电感的感抗与电源频率成正比D.电感元件两端电压相位滞后电流90°3.三相四线制供电系统中，若相电压为220V，则线电压为（）。A.220VB.311VC.380VD.440V4.测量电气设备绝缘电阻时，应选用（）。A.万用表B.兆欧表C.电流表D.功率表5.图示电路中，已知R1=2Ω，R2=3Ω，R3=6Ω，A、B两点间的等效电阻Rab为（）。（注：R2与R3并联后再与R1串联）A.3ΩB.4ΩC.5ΩD.6Ω6.某正弦交流电的表达式为i=10√2sin(314t+30°)A，其有效值和频率分别为（）。A.10A，50HzB.10√2A，50HzC.10A，60HzD.10√2A，60Hz7.熔断器在电路中的主要作用是（）。A.过载保护B.短路保护C.欠压保护D.失压保护8.三相异步电动机的旋转磁场转速（同步转速）n0与电源频率f、磁极对数p的关系为（）。A.n0=60f/pB.n0=120f/pC.n0=60p/fD.n0=120p/f9.图示电路中，开关S闭合前电容未充电，闭合后瞬间（t=0+），电容两端电压uC(0+)和电流iC(0+)分别为（）。（注：电源电压U=10V，电阻R=5Ω）A.0V，2AB.10V，0AC.0V，0AD.10V，2A10.关于基尔霍夫电流定律（KCL），下列说法错误的是（）。A.适用于任何集中参数电路B.反映了电流的连续性C.任一节点的电流代数和为零D.仅适用于直流电路11.某单相变压器的额定容量为10kVA，额定电压为220V/36V，则低压侧额定电流为（）。A.277.8AB.555.6AC.138.9AD.454.5A12.电感性负载并联电容器提高功率因数后，下列说法正确的是（）。A.负载的有功功率增大B.电源提供的无功功率减少C.电路总电流增大D.负载的工作状态改变13.测量接地电阻时，应使用（）。A.接地电阻测量仪B.兆欧表C.万用表D.钳形电流表14.图示电路中，已知US1=10V，US2=5V，R1=R2=R3=2Ω，用戴维南定理求ab端口的等效电压Uoc和等效电阻Req分别为（）。（注：US1与R1串联，US2与R2串联，两者并联后接R3）A.7.5V，1ΩB.5V，2ΩC.10V，3ΩD.2.5V，0.5Ω15.三相异步电动机的“转差率”s定义为（）。A.s=(n0-n)/n0B.s=(n-n0)/n0C.s=n0/nD.s=n/n0二、判断题（每题1分，共10分。正确填“√”，错误填“×”）1.导体的电阻与温度无关，仅由材料、长度和横截面积决定。（）2.正弦交流电的三要素是最大值、频率和初相位。（）3.三相负载作三角形连接时，线电流等于相电流的√3倍。（）4.电容器在直流稳态电路中相当于开路。（）5.电动机的额定功率是指电动机轴上输出的机械功率。（）6.兆欧表测量绝缘电阻时，应在设备停电后立即进行，无需放电。（）7.串联谐振电路的阻抗最小，电流最大。（）8.安全电压是指不戴任何防护设备，接触时对人体不会造成伤害的电压，我国规定的安全电压上限为42V。（）9.变压器只能改变交流电压，不能改变直流电压。（）10.热继电器主要用于电动机的短路保护。（）三、简答题（每题6分，共30分）1.简述戴维南定理的内容及应用步骤。2.兆欧表（摇表）使用时需注意哪些事项？3.三相异步电动机的启动方式有哪些？各适用于什么场合？4.说明如何用万用表检测二极管的好坏及极性。5.简述基尔霍夫电压定律（KVL）的内容，并写出其数学表达式。四、计算题（每题8分，共32分）1.如图所示电路，已知R1=4Ω，R2=6Ω，R3=12Ω，US=24V，求：（1）电路的总电阻；（2）各支路电流I1、I2、I3；（3）电阻R2消耗的功率。（注：R2与R3并联后与R1串联）2.某正弦交流电路中，已知u=220√2sin(314t+60°)V，i=5√2sin(314t+30°)A，求：（1）电压与电流的相位差；（2）电路的有功功率、无功功率和视在功率；（3）电路的功率因数。3.三相异步电动机的额定数据为：PN=15kW，UN=380V，ηN=0.88，cosφN=0.85，nN=1460r/min，求：（1）额定电流IN；（2）额定转差率sN（电源频率f=50Hz）。4.如图所示RLC串联电路，已知R=10Ω，L=0.1H，C=100μF，电源电压u=100√2sin(314t)V，求：（1）电路的阻抗Z；（2）电流i的表达式；（3）有功功率P。五、综合应用题（第1题10分，第2题8分，共18分）1.某家庭照明电路（220V单相）出现故障：闭合总开关后，所有灯具均不亮。请分析可能的故障原因，并说明用万用表检测故障点的步骤。2.设计一个三相异步电动机的正反转控制电路（要求：带过载保护、互锁保护），画出主电路和控制电路的电路图，并简述其工作原理。答案一、单项选择题1.B2.C3.C4.B5.B6.A7.B8.B9.A10.D11.A12.B13.A14.A15.A二、判断题1.×2.√3.×（注：仅当负载对称时成立）4.√5.√6.×（需先放电）7.√8.√9.√10.×（热继电器用于过载保护）三、简答题1.戴维南定理内容：任何一个线性有源二端网络，对外电路而言，都可以用一个电压源和一个电阻串联的等效电路来代替。其中，电压源的电压等于原二端网络的开路电压Uoc，串联电阻等于原二端网络中所有独立电源置零后的等效电阻Req。应用步骤：（1）断开待求支路，求开路电压Uoc；（2）将有源二端网络中的独立电源置零（电压源短路，电流源开路），求等效电阻Req；（3）用Uoc和Req串联的等效电路代替原网络，计算待求支路的电流或电压。2.兆欧表使用注意事项：（1）测量前检查兆欧表是否完好（空摇指针应指“∞”，短接L、E端摇测指针应指“0”）；（2）被测设备需停电并充分放电；（3）测量时L端接被测设备导体，E端接接地端，C端接屏蔽端（若有）；（4）摇测速度保持120r/min左右，读取1min后的稳定值；（5）测量完毕后，先断开L端再停止摇动，避免反充电损坏兆欧表。3.三相异步电动机的启动方式及适用场合：（1）直接启动（全压启动）：适用于小容量电动机（一般功率≤11kW），且电源容量足够；（2）星-三角（Y-△）启动：适用于正常运行时为三角形连接的电动机，启动电流为直接启动的1/3，适用于中等容量电动机；（3）自耦变压器降压启动：通过自耦变压器降低启动电压，适用于较大容量电动机，可根据需要选择不同抽头；（4）软启动：通过晶闸管调压实现平滑启动，适用于对启动冲击要求高的场合（如精密设备）。4.用万用表检测二极管的方法：（1）选择万用表的“二极管档”或“×100Ω”“×1kΩ”电阻档；（2）将红、黑表笔分别接触二极管两极，若示数为0.5~0.7V（硅管）或0.2~0.3V（锗管），则为正向导通；交换表笔后示数应为“∞”（反向截止），说明二极管正常；（3）若两次测量均导通或均截止，说明二极管短路或开路；（4）正向导通时，黑表笔接触的是二极管阳极（正极），红表笔接触的是阴极（负极）（注：数字万用表红表笔接内部电源正极，指针式万用表相反）。5.基尔霍夫电压定律（KVL）内容：在集中参数电路中，任一闭合回路内各段电压的代数和恒等于零。数学表达式：Σu=0（或ΣIR=ΣUS）。其中，电压参考方向与回路绕行方向一致时取正，相反时取负。四、计算题1.（1）R2与R3并联电阻R并=R2×R3/(R2+R3)=6×12/(6+12)=4Ω，总电阻R总=R1+R并=4+4=8Ω；（2）总电流I1=US/R总=24/8=3A，I2=I1×R3/(R2+R3)=3×12/18=2A，I3=I1×R2/(R2+R3)=3×6/18=1A；（3）R2消耗的功率P2=I2²×R2=2²×6=24W。2.（1）相位差φ=60°-30°=30°（电压超前电流30°）；（2）有功功率P=UIcosφ=220×5×cos30°≈220×5×0.866≈952.6W；无功功率Q=UIsinφ=220×5×sin30°=220×5×0.5=550var；视在功率S=UI=220×5=1100VA；（3）功率因数cosφ=cos30°≈0.866。3.（1）额定电流IN=PN/(√3UNηNcosφN)=15×10³/(√3×380×0.88×0.85)≈15000/(1.732×380×0.748)≈15000/500≈30A（精确计算：15000/(1.732×380×0.88×0.85)=15000/(1.732×380×0.748)=15000/(489.8)≈30.6A）；（2）同步转速n0=120f/p，电动机额定转速nN=1460r/min接近1500r/min（p=2时n0=1500r/min），故p=2，sN=(n0-nN)/n0=(1500-1460)/1500≈0.0267（2.67%）。4.（1）感抗XL=ωL=314×0.1=31.4Ω，容抗XC=1/(ωC)=1/(314×100×10⁻⁶)≈31.85Ω，阻抗Z=R+j(XL-XC)=10+j(31.4-31.85)=10-j0.45Ω，模|Z|=√(10²+0.45²)≈10.01Ω；（2）电流有效值I=U/|Z|=100/10.01≈9.99A≈10A，电流相位滞后电压（因容抗略大于感抗，电路呈容性），φ=arctan[(XL-XC)/R]=arctan(-0.45/10)≈-2.57°，故i=10√2sin(314t-2.57°)A；（3）有功功率P=I²R=10²×10=1000W。五、综合应用题1.可能的故障原因：（1）总开关接触不良或损坏；（2）进户线断路（如熔丝熔断、接线端子松动）；（3）线路干线断路（如导线老化断裂）；（4）所有灯具同时损坏（概率极低）。检测步骤：（1）用万用表交流电压档测量总开关进线端电压（220V），确认外部供电正常；（2）闭合总开关，测量出线端电压，若为0V，说明总开关故障（需更换）；（3）若总开关出线端电压正常，断开所有灯具开关，用万用表电阻档测量干线（火线、零线）通断，若某段线路电阻为∞，说明该段断路；（4）若干线正常，逐个闭合灯具开关，测量灯具两端电压，无电压则为开关故障或该支路导线断路。2.控制电路设计：主电路：三相电源→熔断器FU→交流接触器主触点KM1（正转）、KM2（反转）→热继电器FR→电动机M。控制电路：电源L1→熔断器FU1→停止按钮SB1→正转启动按钮SB2→KM1线圈→FR常闭触点→电源L2；同时，SB2并联KM1常开