2025年电工电子技术练习题库与答案

2025年电工电子技术练习题库与答案一、电路基础部分1.已知图1所示电路中，R1=2Ω，R2=3Ω，R3=6Ω，Us1=10V，Us2=5V。求：（1）各支路电流I1、I2、I3；（2）电压源Us1的功率，并判断是吸收还是发出功率。答案：（1）设节点A为参考点，B点电位为U。对节点B列KCL方程：(U-Us1)/R1+(U+Us2)/R2=U/R3。代入数值得：(U-10)/2+(U+5)/3=U/6。通分后：3(U-10)+2(U+5)=U→3U-30+2U+10=U→4U=20→U=5V。则I1=(Us1-U)/R1=(10-5)/2=2.5A；I2=(U+Us2)/R2=(5+5)/3≈3.333A；I3=U/R3=5/6≈0.833A。（2）Us1的功率P=Us1×I1=10×2.5=25W，因电流从正极流出，故发出25W功率。2.图2所示电路中，当RL=4Ω时，IL=2A；当RL=9Ω时，IL=1.2A。求该电路的戴维南等效电路参数（Uoc和Req）。答案：根据戴维南定理，IL=Uoc/(Req+RL)。代入已知条件得方程组：2=Uoc/(Req+4)；1.2=Uoc/(Req+9)。两式相除得2/1.2=(Req+9)/(Req+4)→5/3=(Req+9)/(Req+4)→5(Req+4)=3(Req+9)→5Req+20=3Req+27→2Req=7→Req=3.5Ω。代入第一式得Uoc=2×(3.5+4)=15V。3.正弦交流电路中，已知u(t)=100√2sin(314t+30°)V，i(t)=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）若电源频率变为50Hz，上述参数是否变化？答案：（1）相位差φ=30°-(-30°)=60°；（2）有功功率P=UIcosφ=100×5×cos60°=250W；无功功率Q=UIsinφ=100×5×sin60°≈433Var；视在功率S=UI=500VA；（3）频率变化时，电压电流的有效值、相位差不变（频率相同），故P、Q、S均不变。4.对称三相电路中，电源线电压为380V，负载为三角形连接，每相阻抗Z=30+j40Ω。求：（1）负载相电压；（2）负载相电流和线电流；（3）三相总功率。答案：（1）三角形连接时，负载相电压等于线电压380V；（2）每相阻抗模|Z|=√(30²+40²)=50Ω，相电流Iph=380/50=7.6A，线电流Il=√3Iph≈13.16A；（3）功率因数cosφ=30/50=0.6，三相总功率P=√3UlIlcosφ=√3×380×13.16×0.6≈5198W（或P=3Iph²R=3×7.6²×30≈5198W）。二、模拟电子技术部分5.图3所示电路中，二极管为理想二极管，判断D1、D2的导通状态，并计算输出电压Uo。答案：假设D1、D2均截止，A点电位为(10×2)/(2+2)=5V（分压），B点电位为(10×1)/(1+1)=5V。实际D1阳极接+10V，阴极接A点5V，处于正向偏置应导通；D2阳极接B点5V，阴极接-10V，也处于正向偏置应导通。导通后，D1将A点钳位到+10V（理想二极管压降为0），此时D2阳极电位=10V（A点）经R1=2kΩ与R2=2kΩ分压：Uo=(10×2)/(2+2)=5V？错误！正确分析：D1导通后，A点电位=10V（阳极电位），D2阳极电位=A点电位经R1=2kΩ和R2=2kΩ分压到B点，即B点电位=10×(2)/(2+2)=5V，而D2阴极接-10V，5V>-10V，D2导通，将B点电位钳位到-10V（阴极电位）？矛盾。正确方法：比较各二极管阳极与阴极电位差。D1阳极10V，阴极电位=Uo（因D1阴极接输出）；D2阳极电位=Uo（因D2阳极接输出），阴极-10V。若D1导通，Uo=10V（理想），此时D2阳极10V>阴极-10V，D2也导通，导致Uo被D2拉低到-10V？错误。正确思路：假设D1导通，D2截止，则Uo=10V（D1导通压降0），此时D2阳极电位=10V（Uo），阴极-10V，10V>-10V，D2应导通，矛盾。假设D2导通，D1截止，则Uo=-10V（D2导通压降0），此时D1阳极10V>阴极Uo=-10V，D1应导通，矛盾。实际两管均导通，形成并联，Uo由两个电源共同决定：10V经D1到Uo，-10V经D2到Uo，理想二极管导通后相当于短路，故Uo被钳位到0V？错误。正确解法：将电路视为两个支路并联到输出：10V→R1=2kΩ→D1→Uo；-10V→R2=2kΩ→D2→Uo。设Uo为x，D1导通时电流I1=(10-x)/2k，D2导通时电流I2=(x+10)/2k。根据KCL，I1=I2（无其他支路），故(10-x)/2=(x+10)/2→10-x=x+10→x=0V。因此D1、D2均导通，Uo=0V。6.共发射极放大电路如图4所示，已知三极管β=50，Ube=0.7V，rbb'=200Ω，Rs=1kΩ，Rb=200kΩ，Rc=3kΩ，Re=1kΩ，RL=3kΩ，Vcc=12V。求：（1）静态工作点IBQ、ICQ、UCEQ；（2）动态参数Au（电压放大倍数）、Ri（输入电阻）、Ro（输出电阻）；（3）若Re两端并联旁路电容Ce，Au和Ri如何变化？答案：（1）静态时，IBQ=(Vcc-Ube)/(Rb+(1+β)Re)=(12-0.7)/(200k+51×1k)=11.3/(251k)≈45μA；ICQ=βIBQ=50×45μA=2.25mA；UCEQ=Vcc-ICQ(Rc+Re)=12-2.25m×(3k+1k)=12-9=3V。（2）rbe=rbb'+(1+β)26mV/ICQ=200+51×26/2.25≈200+590≈790Ω；Au=-β(Rc∥RL)/rbe=-50×(3k∥3k)/0.79k=-50×1.5k/0.79k≈-95；Ri=Rb∥rbe≈200k∥0.79k≈0.79kΩ；Ro=Rc=3kΩ。（3）并联Ce后，Re被短路，静态工作点不变（因为Ce对直流无影响），动态时Re不再参与交流负反馈，rbe=200+(1+β)26/ICQ≈790Ω（不变），Au=-β(Rc∥RL)/rbe≈-50×1.5k/0.79k≈-95（不变？错误！实际Re未被旁路时，交流通路中Re存在，导致Au计算时分母为rbe+(1+β)Re，而并联Ce后Re被短路，分母仅为rbe。原计算错误，正确应为：未并联Ce时，Au=-β(Rc∥RL)/(rbe+(1+β)Re)=-50×1.5k/(0.79k+51×1k)=-75k/(51.79k)≈-1.45；并联Ce后，Au=-β(Rc∥RL)/rbe≈-50×1.5k/0.79k≈-95，故Au增大；Ri=Rb∥[rbe+(1+β)Re]≈200k∥(0.79k+51k)≈200k∥51.79k≈41.6kΩ（未并联Ce时），并联Ce后Ri=Rb∥rbe≈200k∥0.79k≈0.79kΩ，故Ri减小。7.集成运放组成的电路如图5所示，已知R1=10kΩ，R2=20kΩ，R3=20kΩ，R4=10kΩ，ui1=0.5V，ui2=1V。求输出电压uo。答案：该电路为差分比例运算电路，可利用叠加定理分析。当ui1单独作用时（ui2=0），反相输入端电压u-=ui1×(R3)/(R2+R3)=0.5×20/(20+20)=0.25V，同相输入端电压u+=0（因ui2=0，R1和R4分压为0），输出uo1=-(R4/R1)(ui1-u+)=-(10/10)(0.5-0)=-0.5V？错误。正确差分电路公式：uo=(Rf/R1)(ui2-ui1)，其中Rf=R2∥R3？不，标准差分电路中，若R1=R4，R2=R3，则uo=(R2/R1)(ui2-ui1)。本题中R1=10k，R4=10k，R2=20k，R3=20k，满足平衡条件。同相端电压u+=(R3/(R2+R3))ui2=(20/40)×1=0.5V；反相端电压u-=(R4/(R1+R4))ui1=(10/20)×0.5=0.25V。根据虚短u+=u-，则运放通过输出调整使u-=u+，即通过反馈电阻R2和R3的电流关系。正确计算：i1=(ui1-u-)/R1=(0.5-0.5)/10k=0（因u+=u-=0.5V），i2=(u--uo)/R2=(0.5-uo)/20k，i3=u+/R3=0.5/20k=0.025mA。根据虚断i2=i3，故(0.5-uo)/20k=0.5/20k→0.5-uo=0.5→uo=0？错误。正确方法：利用线性叠加，当ui2单独作用时，同相放大电路，uo2=(1+R2/R1)×(R3/(R2+R3))ui2=(1+20/10)×(20/40)×1=3×0.5=1.5V；当ui1单独作用时，反相放大电路，uo1=-(R2/R1)ui1=-(20/10)×0.5=-1V；总输出uo=uo1+uo2=-1+1.5=0.5V。三、数字电子技术部分8.已知逻辑函数F=AB'+A'C+BC，要求：（1）用卡诺图化简为最简与或式；（2）用与非门实现该函数（画出逻辑图）。答案：（1）卡诺图变量为A、B、C，最小项为：AB'C'(m4)、AB'C(m5)、A'BC'(m2)、A'BC(m3)、ABC(m7)。卡诺图中m2、m3、m7、m5可合并为B'C+AC？具体填图：A=0时，B=0,C=0(m0)=0，B=0,C=1(m1)=0，B=1,C=0(m2)=1，B=1,C=1(m3)=1；A=1时，B=0,C=0(m4)=1，B=0,C=1(m5)=1，B=1,C=0(m6)=0，B=1,C=1(m7)=1。合并后：m2+m3=A'BC'+A'BC=A'B(C'+C)=A'B；m4+m5=AB'C'+AB'C=AB'(C'+C)=AB'；m3+m7=A'BC+ABC=BC(A'+A)=BC；但AB'+A'B+BC=AB'+A'B+C(A'B+AB')=AB'+A'B+C(A⊕B)=A⊕B+C(A⊕B)=(A⊕B)(1+C)=A⊕B。验证原式F=AB'+A'C+BC=AB'+C(A'+B)=AB'+C(AB')'=AB'+C+AB'？错误，正确化简：F=AB'+A'C+BC=AB'+C(A'+B)=AB'+C(AB')'（因A'+B=(AB')'），根据吸收律X+X'Y=X+Y，故F=AB'+C。验证：当AB'=1时，F=1；当AB'=0时，A'=B，此时F=0+C=C，正确。故最简式为F=AB'+C。（2）用与非门实现：F=AB'+C=((AB')'·C')'，逻辑图为两个与非门：第一个与非门输入A和B'（B经非门），输出AB'的非；第二个与非门输入第一个与非门的输出和C的非，输出F。9.分析图6所示时序逻辑电路，要求：（1）写出各触发器的驱动方程；（2）列出状态转移表；（3）说明电路功能。答案：（1）设触发器为JK触发器，CP同步。FF1的J1=Q2'，K1=1；FF2的J2=Q1，K2=Q1。（2）状态转移表：现态Q2Q1，次态Q2Q1。当Q2Q1=00时，J1=1，K1=1→Q1=J1Q1'+K1'Q1=1×1+0×0=1；J2=0，K2=0→Q2=J2Q2'+K2'Q2=0×1+1×0=0→次态01。当Q2Q1=01时，J1=1，K1=1→Q1=0；J2=1，K2=1→Q2=Q2'=1→次态10。当Q2Q1=10时，J1=0，K1=1→Q1=0；J2=0，K2=0→Q2=Q2=1→次态10（保持？错误，JK触发器特性方程Q=JQ'+K'Q。当Q2=1，Q1=0时，J2=Q1=0，K2=Q1=0→Q2=0×1'+1×1=1；J1=Q2'=0，K1=1→Q1=0×1'+0×0=0→次态10（保持）。当Q2Q1=11时（假设存在），J1=Q2'=0，K1=1→Q1=0×0'+0×1=0；J2=Q1=1，K2=Q1=1→Q2=1×0'+0×1=1→次态10。实际有效状态：00→01→10→10（进入死循环）。修正：当Q2Q1=10时，J2=Q1=0，K2=Q1=0，故Q2=Q2=1；J1=Q2'=0，K1=1，故Q1=0→次态仍为10，说明状态10是稳定状态。初始状态00→01→10（停止），因此电路是三进制计数器？不，状态转移应为00→01→10→00？可能我计算错误。重新计算：JK触发器特性方程Q=JQ'+K'Q。FF1：J1=Q2'，K1=1→Q1=Q2'Q1'+0×Q1=Q2'Q1'。FF2：J2=Q1，K2=Q1→Q2=Q1Q2'+Q1'Q2=Q1⊕Q2。状态表：现态Q2Q1|Q2=Q1⊕Q2|Q1=Q2'Q1'00|0⊕0=0|1×1=1→次态0101|0⊕1=1|1×0=0→次态1010|1⊕0=1|0×1=0→次态10（保持）11|1⊕1=0|0×0=0→次态00（若初始进入11）实际有效循环：00→01→10→10（无效），或包含11→00的自启动，因此电路是具有自启动功能的三进制计数器？10.设计一个三人表决电路（A、B、C），多数同意（至少两人）时输出F=1，否则F=0。要求用与非门实现，画出逻辑图。答案：真值表：ABC|F000|0001|0010|0011|1100|0101|1110|1111|1逻辑表达式F=ABC'+AB'C+A'BC+ABC=AB(C'+C)+AC(B'+B)+BC(A'+A)-2ABC（利用合并）=AB+AC+BC。化简为与非-与非式：F=AB+AC+BC=((AB)'(AC)'(BC)')'。逻辑图：三个与非门分别输入AB、AC、BC，输出各自的非；再用一个三输入与非门将这三个输出取非，得到F。四、电机与拖动部分11.一台单相变压器，额定容量SN=10kVA，额定电压U1N/U2N=220V/110V，一次侧绕组匝数N1=2000匝。求：（1）二次侧绕组匝数N2；（2）额定电流I1N、I2N；（3）当二次侧接R=2Ω的负载时，一次侧电流I1（忽略漏阻抗和励磁电流）。答案：（1）变比k=U1N/U2N=220/110=2，N2=N1/k=2000/2=1000匝；（2）I1N=SN/U1N=10000/220≈45.45A，I2N=SN/U2N=10000/110≈90.91A；（3）二次侧电流I2=U2/R=110/2=55A（忽略内阻时U2=U2N=110V），一次侧电流I1=I2/k=55/2=27.5A。12.一台三相异步电动机，额定功率PN=7.5kW，额定电压UN=380V，额定转速nN=1440r/min，额定效率ηN=87%，额定功率因数cosφN=0.85。求：（1）额定电流IN；（2）同步转速n1；（3）额定转差率sN。答案：（1）额定输入功率P1=PN/ηN=7500/0.87≈8620.7W；额定电流IN=P1/(√3UNcosφN)=8620.7/(√3×380×0.85)≈8620.7/559.1≈15.4A；（2）nN=1440r/min接近1500r/min（50Hz时同步转速），故n1=1500r/min；（3）sN=(n1-nN)/n1=(1500-1440)/1500=0.04。13.直流电动机的调速方法有哪些？各有什么特点？答案：直流电动机的调速方法主要有三种：（1）电枢串电阻调速：通过在电枢回路中串联可变电阻，改变电枢电压降，从而改变转速。特点是调速范围小，低速时效率低，机械特性变软；（2）降低电枢电