(完整word版)电工学试题及答案,推荐文档

1、电工电子学考试大纲一、课程名称：电工电子学（II ）（双语）二、课程代码： 15011550三、课程性质：必修课程四、考核内容：1) 电路部分a. 电路的基本概念和分析方法：基尔霍夫定律，受控电源，采用戴维宁定理、电源的等效变换、叠加定理等方法分析直流电路，最大功率传输。b. 电路的暂态分析：电感与电容的伏安特性以及串并联等效，电路的暂态、稳态以及时间常数的概念，初始值的求解，一阶线性电路暂态分析的三要素法。c. 正弦稳态分析及频率特性： 正弦量的相量表示法， 电路基本定律的相量形式、复阻抗和相量图， 用相量法计算简单正弦交流电流电路的方法， 有功功率、功率因数的概念和计算方法， 无功功率、视

2、在功率的概念和提高功率因数的经济意义，正弦交流电路的戴维宁等效电路以及最大功率传输的条件， 三相交流电路电源和负载的联接方式， 相序的概念， 对称三相电路的分析计算， 滤波器和转移函数的概念，滤波器的分类与工作原理， 交流电路串联谐振和并联谐振的条件、 特征和频率特性。2) 数字逻辑电路部分a. 组合逻辑电路：与门、或门、非门、与非门、异或门等逻辑门电路的逻辑功能，逻辑代数的基本运算法则， 简单组合逻辑电路的分析和设计以及用卡诺图化简逻辑函数的方法。b. 时序逻辑电路： R-S 触发器、 J-K 触发器、 D触发器的逻辑功能，寄存器、计数器等时序逻辑电路的工作原理。3) 模拟电路部分a. 二极

3、管：二极管、稳压管的工作原理和特性曲线，理想二极管电路的分析与计算，单相整流电路、滤波电路和稳压管稳压电路的工作原理b. 放大电路的分类与外特性：放大电路的分类与特性参数，各种放大电路之间的转换，多级放大的概念， 各种理想放大电路的特性， 差动放大电路的工作原理，差模信号和共模信号的概念。c. 场效应管： MOS场效应管的基本结构、 3 个工作区域以及特性方程， 共源极单管放大电路的基本结构和工作原理， 静态工作点的估算， 简化的小信号等效电路的分析法，源极输出器的结构与基本特点。d. 双极结型晶体管：共射极单管放大电路的基本结构和工作原理，静态工作点的估算，简化的小信号等效电路的分析法，射极

4、输出器的结构与基本特点。e. 运算放大电路：理想运算放大器的特性，“虚断”与“虚断”的概念，由理想运算放大器构成的反相输入、同相输入和差动输入三种组态电路。第 1 章直流电路习题参考答案一、填空题：1. 任何一个完整的电路都必须有 电源 、负载 和 中间环节 3 个基本部分组成。具有单一电磁特性的电路元件称为 理想 电路元件，由它们组成的电路称为 电路模型 。电路的作用是对电能进行 传输 、 分配 和 转换 ；对电信号进行传递、存储和处理。2. 反映实际电路器件耗能电磁特性的理想电路元件是电阻 元件；反映实际电路器件储存磁场能量特性的理想电路元件是电感 元件；反映实际电路器件储存电场能量特性的

5、理想电路元件是电容 元件，它们都是无源 二端元件。IU S3. 电路有 通路 、 开路 和 短路 三种工作状态。当电路中电流R0 、端电压 U 0 时，此种状态称作 短路 ，这种情况下电源产生的功率全部消耗在内阻 上。4.从耗能的观点来讲， 电阻元件为 耗能 元件；电感和电容元件为储能 元件。5. 电路图上标示的电流、 电压方向称为 参考方向 ，假定某元件是负载时，该元件两端的电压和通过元件的电流方向应为关联参考 方向。二、判断题：1.理想电流源输出恒定的电流， 其输出端电压由内电阻决定。（错）2.电阻、电流和电压都是电路中的基本物理量。（错）3.电压是产生电流的根本原因。 因此电路中有电压必

6、有电流。（错）4.绝缘体两端的电压无论再高， 都不可能通过电流 。（错）三、选择题：（每小题 2 分，共 30 分）1. 当元件两端电压与通过元件的电流取关联参考方向时，即为假设该元件（A ）功率；当元件两端电压与通过电流取非关联参考方向时，即为假设该元件（ B）功率。A 、吸收；B、发出。2. 一个输出电压几乎不变的设备有载运行，当负载增大时，是指（C ）A 、负载电阻增大；B、负载电阻减小；C、电源输出的电流增大。3. 当电流源开路时，该电流源内部（ C ）A、有电流，有功率损耗； B、无电流，无功率损耗； C、有电流，无功率损耗。4. 某电阻元件的额定数据为“ 1K、 2.5W”，正常使

7、用时允许流过的最大电流为（A）A 、 50mA； B、2.5mA ； C、250mA。四、计算题1.1 已知电路如题 1.1 所示，试计算 a、b 两端的电阻。解: ( 1) 在求解电阻网络的等效电阻时，应先将电路化简并转化为常规的直流电路。该电路可等效化为：(b) 先将电路图化简 , 并转化为常规直流电路。就本题而言 , 仔细分析发现 25和 5电阻被短路 , 则原图可化为 :1.2根据基尔霍夫定律，求图1.2 所示电路中的电流I 1 和 I 2；解：本题所涉及的基本定律就是基尔霍夫电流定律。基尔霍夫电流定律对电路中的任意结点适用， 对电路中的任何封闭面也适用。本题就是 KCL对封闭面的应用

8、。对于节点 a 有: I 1+2-7=0对封闭面有 : I 1+I 2+2=0解得 :I 1=7-2=5(A) ,I 2=-5-2=-7 (A)1.3 有一盏“ 220V 60W”的电灯接到。（1）试求电灯的电阻；（2）当接到 220V 电压下工作时的电流；（3）如果每晚用三小时，问一个月（按 30 天计算）用多少电？解: 由题意 :根据 R=U2/P 得：电灯电阻 R=U2/P=2202 /60=807( )根据 I=U/R 或 P=UI 得:I=P/U=60/220=0.273 (A)由 W=PT 得W=60×60×60×3×302在实际生活中，电量

9、常以“度”为单位，即“千瓦时”。对 60W的电灯，每天使用 3 小时，一个月 (30 天) 的用电量为 : W=60/1000×3×30=5.4 (KWH)1.4根据基尔霍夫定律求图1.3 图所示电路中的电压U1 、U2 和 U3。解: 根据基尔霍夫电压定律，沿任意回路绕行一周，回路中各元件上电压的代数和等于零。则对 abcka 回路 :2-U2-2=0U2=0对 cdpkc 回路：-4-U 1+U2=0U1=-4 (V)对 eghce 回路：-U3-10+5+U2=0U3 =-5(V)1.5 已知电路如图 1.4 所示，其中 E1=15V，E2=65V，R1=5， R2=

10、R3=10。试用支路电流法求 R1 、R2 和 R3 三个电阻上的电压。解：在电路图上标出各支路电流的参考方向，如图所示，选取绕行方向。应用 KCL 和 KVL 列方程如下I 1I2 I30I 1R1I3R3E1I 2R2I 3R3E2代入已知数据得I 1I 2I 305I 110I31510I 210I 365解方程可得I1=- 7/4（A），I233/8（A），I319/8（A）。三个电阻上的电压电流方向选取一至，则三个电阻上的电压分别为：75U I R=-4=-35/4（ ）=11V13310U2 I2 R28（ ）=165/4=VU3 I3 R31910（ ）=8=38/4=V1.6试

11、用支路电流法，求图1.5 所示电路中的电流I 1、I2、 I 3、I 4 和 I 5。（只列方程不求解）解：在电路图上标出各支路电流的参考方向，如图所示，三回路均选取顺时针绕行方向。应用 KCL 和 KVL 列方程如下I 1I 2I 30I 2I 4I 505I 1I 3R1E1I 2R2 I 5R3I3R10I 5R315I 4E2如给定参数，代入已知，联立方程求解即可得到各支路电流。1.7试用支路电流法，求图1.6 电路中的电流 I 3。解：此图中有 3 支路， 2 节点，但有一支路为已知，所以只需列两个方程即可。外回路选取顺时针绕行方向。应用KCL 和 KVL 列方程如下I 1I2 I3

12、06I 112I 324I 2=5（ A）所以： I 1=-2 （ A），I 3=3（A）1.8应用等效电源的变换 ，化简图 1.7 所示的各电路。解：1.9试用电源等效变换的方法，求图1.8 所示电路中的电流I 。解：利用电源等效变换解题过程如下：43 2.864 1由分流公式可得： I =53(A)1.10试计算题 1. 9 图中的电流 I。解：由于题目中没有要求解题方法，所以此题可用电压源与电流源等效变换、支路电流法、叠加原理、戴维南定理等方法进行求解，下面用戴维南定理求解。（ 1）先计算开路电压，并将电流源化成电压源，如下图。I1262363(A)UOC=-2+12-6 ×2

13、/3=6 (V)（ 2）再求等效电阻 Rab将恒压源和恒流源除去，得电路如图。364Rab1 136( )（ 3）由戴维南定理可知，有源二端网络等效为一个电压源，如图。6I142(A)1.11 已知电路如图 1.10 所示。试应用叠加原理计算支路电流 I 和电流源的电压 U。解：（1）先计算 18V 电压源单独作用时的电流和电压，电路如图所示。18I621(A)U166(V)（2）再计算 6A 电流源单独作用时的电流和电压，电路如图所示。I16 221(A)U361662 236(V)（3）两电源同时作用的电流和电压为电源分别作用时的叠加。III624 (A)UUU61622 (V)1.12

14、电路图 1. 11 所示，试应用叠加原理，求电路中的电流I1、I2 及 36电阻消耗的电功率P。解：（1）先计算 90V 电压源单独作用时的电流和电压，电路如图所示。I190901236615636（ A）12I 2364.563612（A ）I 3121.563612（ A ）（2）再计算 60V 电压源单独作用时的电流和电压，电路如图所示。I 2603.512636636（ A ）I 13.5363636（A ）I 33.560.5636（ A ）（3）两电源同时作用的电流和电压为电源分别作用时的叠加。I1I 1I 16 3 3（A）I 2I 2I3.5 31（A）I 3I 3I1.5 0

15、.52（A）（4）36电阻消耗的电功率为P I32R32236 144 （W）1.13 电路如图 1. 8 所示，试应用戴维南定理，求图中的电流 I解：（1）先计算开路电压，并将12A、6电流源化成电压源，如下图。由于此电路仍为复杂电路，因此求开路电压仍可用所有分析计算方法计算，现用支路电流法进行求解，设各支路电流及参考方向如图所示。由 KCL 和 KVL 得：I1I2I303I16I 2121206I 24I 31248解得： I 1=8/9 （A），I 24/9 （ A），I 3-4/3 （A）U OC4 2I342(4)2033 （V）（ 2）再求等效电阻 Rab将恒压源和恒流源除去，得

16、电路如图。Rab362)4(6233 （）（ 3）由戴维南定理可知，有源二端网络等效为一个电压源，如图。2020I342.86173(A)1.14 电路如图 1. 12 所示，试应用戴维南定理，求图中的电流 I。解：（1）先计算开路电压，并将3A、6电流源化成电压源，如下图。由于此电路仍为复杂电路，因此求开路电压仍可用所有分析计算方法计算，现用支路电流法进行求解，设各支路电流及参考方向如图所示。由 KCL 和 KVL 得：I1I2I306I 14I 2188104I 212I 38解得： I 1=4/3 （A），I 2-1/2 （A），I 3 5/6 （A）U OC4I24(1 )22（ V）

17、（ 2）再求等效电阻Rab将恒压源除去，得电路如图。Rab=4612=2( )（ 3）由戴维南定理可知，有源二端网络等效为一个电压源，如图。20.4I2 3(A)1.15电路如图 1. 11 所示，试应用戴维南定理，求图中的电压U。解：（1）先计算开路电压，如下图。UOC=-1 × 16+1=-15(V)（ 2）再求等效电阻 Rab将恒压源和恒流源除去，得电路如图。Rab=1( )（ 3）由戴维南定理可知，有源二端网络等效为一个电压源，如图。15153I51 4(A)U=4I =4× (3)=-12 (V)1.16 电路如图 1.11 所示，如果 I3=1A ，试应用戴维南

18、定理，求图中的电阻R3。解：（1）先计算开路电压，如下图。I 190605I 2123 (A)6UOC 906I1 9065803（ 2）再求等效电阻(V)ABR将恒压源除去，得电路如图。612Rab46121()（ 3）由戴维南定理可知，有源二端网络等效为一个电压源，如图。801当 I 3=1A 时，则 R3 4所以R3=80-4=76（）1.17 电路如图 1. 14 所示，已知 15 欧电阻的电压降为 30V，极性如图 1. 14 所示。试计算电路中 R 的大小和 B 点的电位。解：设 R 电阻上的电压和电流如图所示。由 KCL 可知I 2=2+5=7(A)， I=I 2-2-3=2 （

19、A），(A)由 KVL 得，（绕行方向选顺时针方向）U-100+30+5I 2=0U=100-30-35=35(V)U3517.5R2I（）1.18试计算图 1. 15 中的 A 点的电位：（1）开关 S 打开；（2）开关 S 闭合。解：（1）当开关S 打开时，将电位标注的电路复原为一般电路，如图（a）所示。由 KVL得(3+3.9+20) × I =12+12I =0.892 (mA)UA=-20I +12=-5.84 (V)（ 2）当开关 S 闭合时，将电位标注的电路复原为一般电路，如图（ b）所示。由KVL 得(3.9+20) ×I =12I =0.502 (mA)U

20、A=-20 I +12=1.96(V)第二章正弦交流电路习题参考答案一、填空题：1. 表征正弦交流电振荡幅度的量是它的 最大值 ；表征正弦交流电随时间变化快慢程度的量是 角频率 ；表征正弦交流电起始位置时的量称为它的 初相 。三者称为正弦量的 三要素 。2. 电阻元件上任一瞬间的电压电流关系可表示为u = iR ；电感元件上任uLdiL一瞬间的电压电流关系可以表示为dt ；电容元件上任一瞬间的电压电流iCdu CC电阻 元件为即时元件； 电关系可以表示为dt 。由上述三个关系式可得，感 和 电容 元件为动态元件。3. 在 RLC 串联电路中，已知电流为 5A，电阻为 30，感抗为 40，容抗为

21、 80，那么电路的阻抗为 50 ，该电路为 容 性电路。电路中吸收的有功功率为 450W ，吸收的无功功率又为 600var 。二、 判断题：1.正弦量的三要素是指最大值、 角频率和相位。（错）2.电感元件的正弦交流电路中， 消耗的有功功率等于零。（对）3.因为正弦量可以用相量来表示， 所以说相量就是正弦量 。（错）4.电压三角形是相量图， 阻抗三角形也是相量图。（错）5.正弦交流电路的视在功率等于有功功率和无功功率之和。（错）6.一个实际的电感线圈， 在任何情况下呈现的电特性都是感性。（错）7. 串接在正弦交流电路中的功率表， 测量的是交流电路的有功功率。 （错）8.正弦交流电路的频率越高，

22、 阻抗越大；频率越低，阻抗越小。（错）三、选择题：1. 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（ B ）A 、 u 380sin 314tV ； B 、 u 537 sin( 314t45) V；C、u 380 sin( 314 t 90 ) V。2. 一个电热器，接在 10V 的直流电源上，产生的功率为 P。把它改接在正弦交流电源上，使其产生的功率为 P/2 ，则正弦交流电源电压的最大值为（ D ）3. 提高供电电路的功率因数，下列说法正确的是（D ）A、减少了用电设备中无用的无功功率； B 、减少了用电设备的有功功率，提高了电源设备的容量

23、； C、可以节省电能； D 、可提高电源设备的利用率并减小输电线路中的功率损耗。4. 已知 i 1 10 sin( 314t90 ) A ， i2 10sin(628 t 30 ) A ，则（ C ）A 、 i1 超前 i260°；B、 i1 滞后 i260°；C、相位差无法判断。5. 电容元件的正弦交流电路中，电压有效值不变，频率增大时，电路中电流将（ A）A 、增大；6. 在 RL 串联电路中，A、28V；B、减小；C、不变。UR=16V，UL =12V，则总电压为（B、20V；C、2V。B ）7. RLC 串联电路在 f0 时发生谐振， 当频率增加到 2f0 时，电路

24、性质呈（ B ）8. 正弦交流电路的视在功率是表征该电路的（A ）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。四、计算题2.1把下列正弦量的时间函数用相量表示：(1) u 102 sin314 t 伏(2)i 5sin(314 t 60o) 安解： ( 1) U =10/0 o (V)(2)I m =5/ 60o =5/180 o 60o=5/120 o (A)2.2已知工频正弦电压uab 的最大值为，初相位为 °，其有效值为多311V60少？写出其瞬时值表达式；当t =0.0025S 时， Uab 的值为多少？解： U abm2 U abU ab1131

25、1220Uabm2有效值2(V)瞬时值表达式为u ab311sin 314t60(V)当t =0.0025S时，U ab311 sin 100 0.0025311sin()80.5312(V)2.3用下列各式表示 RC串联电路中的电压、 电流，哪些是对的， 哪些是错的？uUU（ 1） i = Z（2）I= R XC（3） I = R j C（4）UI= ZU RU CUU（ 5） U=U+U（ 6）U+（7）I = j（ 8）I = j=CCRC解：在 R、C串联电路中，总阻抗ZR j X C Rj1c而 Z22IU&&ZU RR X CIRUjI X CUUR UC222UU

26、 RU C所以 （1）、（2）、（3）、（5）、（7）、（8）均是错的，（4）、（6）是对的。2.4图 2.1中，U1，U2，i=10sin314tA，则 U 为多少？并写出其瞬时=40V=30V值表达式。同方向，而电压 u2 超前电流 i 90o，所解：由电路图可知，电压 u1 与电流 i以UU 12U 2230 240250 (V)arctan U 2arctan 336.9电压 u 超前电流 i 的电度角U 14 u502 sin(31.4t36.9 ) (V)2.5图 2.2所示电路中，已知 u 100sin(314 t +30o) 伏， i 22.36sin(314t +19.7 o

27、) 安，i 210sin(314 t +83.13 o) 安，试求： i 1、Z1、Z2并说明 Z1、Z2 的性质，绘出相量图。解：由题知， I m22.36/ 19.7(A)I 2m10/ 83.13(A)U m100/ 30(V)所以 I 1mI mI 2 m20/6.87(A)即 i120sin 314t6.87(A)Z 1U m100/ 3050/ 38.67I1m2/8.67( )Z2U m100/ 3010/53.13I 2 m10/ 83.13( ) Z1 为感性负载， Z2 为容性负载。2.6 图 2.3 所示电路中， XC=XL=R，并已知电流表 A1 的读数为 3A，试问

28、A2 和 A3 的读数为多少？解：由图可以看出， 电容与电感并联连接， 由于电容电流落后两端电压 900，而电感电流超前两端电压 900 ，因为 XC=XL，所以通过电容的电流与通过电感的电流大小相等，方向相反，故而电流表 A2 的读数为 0A。由上分析可知， 电压 u 的有效值为 3R，故电感两端电压亦为 3R。因为 XL =R，所以电流表 A3 的读数为 3A。2.7 有一 R、L、C 串联的交流电路，已知 R=XL=XC=10， I= 1A，试求电压 U、UR、UL、UC和电路总阻抗 Z 。解： URRI10110 (V)U Lj X L I10110 (V)U Cj X C I101

29、10(V) Z R j X Lj X CR 10( )U ZI10110 (V)2.8电路如图 2.4 所示，已知 =2rad/s ，求电路的总阻抗 Zab。解： =2rad/sX C1 X LL 2()2C( )Z ab2 j X L2 /j X Cj 4j 4(2j 2)j2 2 j2 2 j32 j 2(2 j 2)( 2j 2)( )2.9电路如图 2.5 所示，已知 R=20， I R =10/0 oA，XL =10，U 1 的有效值为 200V，求 XC。解：由题意可知：I CU 2200/ 90U 2RI 2200/ 0(V)jX CXC(A)I LI C200/ 9010/ 0

30、I RX C(A)U LjX LI Lj10( 200/ 9010/0 )2000/180100/ 90X CXC(V)U1 UL2000/ 180100/ 90200/ 02002000U 2X CX Cj100(V)又因 U1=200200(2002000) 21002200200020021002故有X CXC2000200173.22000XCX C173.2200则得： X =5.36( ) ，或 X =74.6( )图C所示电路中，Ct， R1，R2 ，L，C2.102.6uS=10sin314V=2=1=637mH=637F，求电流 i 1， i2 和电压 uc。解： =314r

31、ad/sX LL 314637200（ ）X C1165314 63710C（ ）Z1(R2jX L )(jX C )1000j 5j 5.13R2jX LjX C1j195（）ZR1 Z12 j 5.13 （ ）I 1mU Sm10/01.816/68.7Z2j5.13(A)U CmI1mZ11.816/ 68.7 (j 5.13)9.32/21.3(V)I 2mU Cm9.32/21.31.86/ 68.7jX Cj 5(A)则i 1=1.816sin(314 t +68.7 °)(A) i 2=1.86sin(314 t +68.7 °)(A) uc=9.32sin(

32、314 t -21.3 °)(V)2.11图2.7所示电路中，已知电源电压U，=2000rad/s，求电流 I 、I 1。=12V解：当 =2000rad/ 时 sX LL20000.510 31（）X C1162200025010C（）Z1R2 (jX C )j 4jR2jX C21j 2（）ZR1jX LZ11j 1j 2 （）IU126Z2(A)U CIZ1628.49 (V)I 1U C8.49R224.29(A)2.12 图 2.8 所示电路中，已知R 40，X=30， R 60， X 60，接1L2c至 220V 的电源上试求各支路电流及总的有功功率、无功功率和功率因数。

33、.解：设U220/ 0 (V)I1U220/ 04.4/36.9jX40j 30则1L(A)RI 2U220/ 02.59/ 45j X C60j 60(A)同理R2 II1I 24.4/ 36.92.59/ 455.41/ 8.61(A) PUI cos2205.41cos8.611.18 (KW)QUI sin2205.41sin 8.61178.2 (Var)coscos0o( 8.61o)0.992.13图 2.9所示电路中，求： (1)AB 间的等效阻抗 ZAB；(2) 电压相量 U AF和 U DF；(3) 整个电路的有功功率和无功功率。Z ABj 46(6j8j8)3j 466j

34、 8j8解：U10/ 02/53.1I3j 4Z AB(A)U AFIjX L12/53.1j 48/ 36.9(V)U FBIZFB 2/53.136/ 53.1(V)I FDU FB6/53.11/53.16j 8j86(A)U DFIFD (R2j 8)1/53.1(6j 8) 10 / 180 (V) PUI cos102cos53.112 (W)QUI sin102sin 53.116 (Var)2.14 今有一个 40W的日光灯，使用时灯管与镇流器 ( 可近似把镇流器看作纯电感 ) 串联在电压为 220V，频率为 50Hz 的电源上。已知灯管工作时属于纯电阻负载，灯管两端的电压等于

35、 110V，试求镇流器上的感抗和电感。这时电路的功率因数等于多少？解： P=40WUR=110(V)=314rad/sI RI LP40U R0.36110(A)22U2 UU RL U LU2U222022190.5 (V)R110X LU L190.5I L529( )0.36LX L5291.69314 (H)cosU R110由于灯管与镇流器是串联的，所以U0.5220第 3 章三相交流电路习题参考答案三、填空题：1. 对称三相负载作 Y 接，接在 380V 的三相四线制电源上。此时负载端的相电1压等于3倍的线电压； 相电流等于1倍的线电流； 中线电流等于0。2. 有一对称三相负载成星形联接， 每相阻抗均为 22，功率因数为 0.8，又测出负载中的电流为 10A ，那么三相电路的有功功率为5280W ；无功功率为3960var；视在功率为6600VA。假如负载为感性设备， 则等效电阻是17.6；等效电感量为 (工