2025年电气工程师《基础知识》考试试题及答案

2025年电气工程师《基础知识》考试试题及答案一、单项选择题（每题2分，共30分）1.在如图1所示的电路中，已知R1=10Ω，R2=20Ω，R3=30Ω，Us=60V，电流表A的内阻忽略不计。则电流表的读数为（）。A.1AB.2AC.3AD.4A答案：B解析：将R2与R3并联，等效电阻R并=（20×30）/(20+30)=12Ω，总电阻R总=R1+R并=10+12=22Ω？不，原题中R1与并联部分应为串联？重新分析：图中若Us接于R1与（R2并联R3）串联的电路，则总电流I=Us/(R1+R并)=60/(10+12)=60/22≈2.727A，但此结果不在选项中。可能电路结构为R1与R2串联后再与R3并联，此时总电阻R总=(10+20)∥30=30∥30=15Ω，总电流I=60/15=4A，流经R3的电流为4A×(30)/(10+20+30)=2A（分流公式），故电流表测R3电流为2A，选B。2.某三相异步电动机的额定转速为1440r/min，电源频率50Hz，则其极对数为（）。A.1B.2C.3D.4答案：B解析：同步转速n0=60f/p，异步电动机额定转速略低于同步转速。当p=2时，n0=60×50/2=1500r/min，与1440r/min接近，故极对数p=2。3.关于PN结的反向击穿，下列说法正确的是（）。A.齐纳击穿发生在高掺杂PN结，击穿电压随温度升高而降低B.雪崩击穿发生在低掺杂PN结，击穿电压随温度升高而升高C.两种击穿均为不可逆过程D.反向击穿后二极管立即损坏答案：A解析：齐纳击穿（场致击穿）常见于高掺杂、薄耗尽层的PN结，击穿电压较低（<6V），温度系数为负；雪崩击穿（碰撞电离）常见于低掺杂、厚耗尽层的PN结，击穿电压较高（>6V），温度系数为正。两种击穿在电流限制下可恢复，故B错误，A正确。4.如图2所示电路中，开关S闭合前电容未充电，t=0时闭合S，t≥0时电容电压uc(t)的表达式为（）。A.10(1-e^(-t/0.02))VB.10e^(-t/0.02)VC.5(1-e^(-t/0.01))VD.5e^(-t/0.01)V答案：A解析：电路为RC充电电路，稳态值uc(∞)=10V，初始值uc(0+)=0V，时间常数τ=RC=1000Ω×20μF=0.02s，故uc(t)=10(1-e^(-t/0.02))V。5.变压器空载运行时，一次侧电流主要用于（）。A.建立主磁通B.传输有功功率C.补偿铜损耗D.平衡二次侧电流答案：A解析：空载时二次侧开路，一次侧电流为励磁电流，主要用于产生主磁通，仅含少量有功分量补偿铁损。6.某正弦交流电压u=311sin(314t+30°)V，其有效值为（）。A.311VB.220VC.155.5VD.380V答案：B解析：正弦量有效值U=Um/√2=311/1.414≈220V。7.电力系统中性点不接地系统发生单相接地故障时，非故障相电压（）。A.升高为线电压B.降低为相电压的√3倍C.保持不变D.升高为相电压的√3倍答案：D解析：中性点不接地系统单相接地时，非故障相对地电容电流增大，相电压升高为线电压（即原相电压的√3倍）。8.运算放大器构成的积分电路中，输出电压与输入电压的（）成线性关系。A.瞬时值B.平均值C.微分值D.积分值答案：D解析：积分电路输出u0=-1/(RC)∫uidt，与输入电压的积分值成正比。9.同步发电机的功角特性曲线中，最大电磁功率对应的功角为（）。A.0°B.90°C.180°D.45°答案：B解析：同步发电机电磁功率Pe=(EU/Xd)sinδ，当δ=90°时，Pe达到最大值。10.如图3所示，理想二极管电路中，输出电压Uo为（）。A.-6VB.0VC.6VD.12V答案：A解析：二极管D1阳极接-6V，阴极接0V（通过R接地），处于反向偏置截止；D2阳极接0V，阴极接-6V，正向偏置导通，相当于短路，故Uo=-6V。11.某RLC串联电路发生谐振时，下列说法错误的是（）。A.阻抗最小，电流最大B.电感与电容电压大小相等，相位相反C.电路呈电阻性D.电源提供的功率全部消耗在电感和电容上答案：D解析：谐振时电感与电容无功功率相互抵消，电源仅提供有功功率，消耗在电阻上。12.三相异步电动机的转差率s=0时，电动机处于（）状态。A.启动B.额定运行C.理想空载D.堵转答案：C解析：s=(n0-n)/n0，n=n0时s=0，为理想空载（无负载转矩）。13.下列元件中，属于非线性元件的是（）。A.理想电阻B.理想电感C.半导体二极管D.空心线圈答案：C解析：二极管的伏安特性为非线性，其他选项在一定范围内可视为线性。14.如图4所示电路中，电压源Us=10V，电流源Is=2A，R=5Ω，则电压Uab为（）。A.0VB.10VC.20VD.30V答案：C解析：电流源Is的电流全部流经R，产生电压降IR=2×5=10V，上正下负；电压源Us上正下负，故Uab=Us+IR=10+10=20V。15.电力系统的暂态稳定性是指系统在（）作用下保持同步运行的能力。A.小干扰B.大干扰C.持续扰动D.随机干扰答案：B解析：暂态稳定针对大干扰（如短路故障），静态稳定针对小干扰。二、多项选择题（每题3分，共30分，少选得1分，错选不得分）16.下列关于基尔霍夫定律的描述，正确的有（）。A.基尔霍夫电流定律（KCL）适用于任意时刻的集总参数电路B.KCL的本质是电荷守恒定律C.基尔霍夫电压定律（KVL）仅适用于线性电路D.KVL的本质是能量守恒定律答案：ABD解析：KVL适用于任何集总参数电路（线性或非线性），本质是电位单值性（能量守恒）。17.变压器的主要损耗包括（）。A.铜损耗B.铁损耗C.机械损耗D.附加损耗答案：AB解析：变压器为静止设备，无机械损耗；附加损耗属于铜损的一部分，主要损耗为铜损（负载时绕组电阻损耗）和铁损（空载时铁芯涡流、磁滞损耗）。18.下列属于电力系统无功电源的有（）。A.同步发电机B.电容器C.调相机D.静止无功补偿器（SVC）答案：ABCD解析：同步发电机正常运行可发出无功；电容器、调相机、SVC均为常见无功补偿装置。19.关于半导体三极管的工作状态，正确的有（）。A.放大状态时发射结正偏，集电结反偏B.饱和状态时发射结正偏，集电结正偏C.截止状态时发射结反偏，集电结反偏D.放大状态时集电极电流与基极电流无关答案：ABC解析：放大状态时IC=βIB，与IB相关，故D错误。20.提高电力系统静态稳定性的措施包括（）。A.采用自动励磁调节装置B.减少系统电抗C.提高发电机电动势D.增加系统有功功率答案：ABC解析：静态稳定性与功角特性最大值有关，提高E、减小X、增强励磁（提高E）均可提升稳定性，增加有功会使运行点接近稳定极限，降低稳定性。21.下列关于交流电路功率的说法，正确的有（）。A.有功功率P=UIcosφB.无功功率Q=UIsinφC.视在功率S=√(P²+Q²)D.功率因数cosφ=P/S答案：ABCD解析：四者均为功率的基本公式。22.异步电动机的调速方法包括（）。A.改变电源频率B.改变极对数C.改变转差率D.改变励磁电流答案：ABC解析：异步电动机无励磁电流（励磁由定子提供），调速方法为变频、变极、变转差率（如转子串电阻）。23.关于RC电路的过渡过程，正确的有（）。A.充电时电容电压按指数规律上升B.放电时电容电压按指数规律下降C.时间常数τ=RC，τ越大过渡过程越慢D.初始值由换路前瞬间的状态决定答案：ABCD解析：均符合RC电路暂态特性。24.下列属于二次设备的有（）。A.电流表B.断路器C.继电器D.主变压器答案：AC解析：二次设备用于监测、控制一次设备，包括仪表、继电器等；断路器、主变压器为一次设备。25.关于PN结电容，正确的有（）。A.势垒电容随反向电压增大而减小B.扩散电容仅存在于正向偏置时C.高频工作时需考虑结电容影响D.结电容是线性电容答案：ABC解析：结电容（势垒电容和扩散电容）为非线性电容，故D错误。三、计算题（每题8分，共40分）26.如图5所示电路，已知Us1=12V，Us2=6V，R1=2Ω，R2=4Ω，R3=6Ω，用戴维南定理求R3中的电流I3。解：（1）断开R3，求开路电压Uoc：R1与R2串联，电流I=(Us1-Us2)/(R1+R2)=(12-6)/(2+4)=1A（方向由Us1正极到负极）Uoc=Us2+IR2=6+1×4=10V（或Uoc=Us1-IR1=12-1×2=10V，结果一致）（2）求等效内阻Req：电压源短路，Req=R1∥R2=2×4/(2+4)=8/6=4/3Ω（3）接入R3，I3=Uoc/(Req+R3)=10/(4/3+6)=10/(22/3)=30/22≈1.36A答案：I3≈1.36A27.某单相变压器额定容量S=50kVA，额定电压U1N/U2N=10kV/0.4kV，空载损耗P0=0.3kW，短路损耗Pk=0.8kW（75℃时）。求：（1）变比k；（2）额定电流I1N、I2N；（3）负载系数β=0.8时的效率η。解：（1）变比k=U1N/U2N=10000/400=25（2）I1N=S/U1N=50000/10000=5AI2N=S/U2N=50000/400=125A（3）效率η=βS×cosφ/(βS×cosφ+P0+β²Pk)（假设cosφ=1）η=0.8×50×1/(0.8×50×1+0.3+0.8²×0.8)=40/(40+0.3+0.512)=40/40.812≈97.9%答案：（1）25；（2）5A，125A；（3）≈97.9%28.如图6所示RLC串联电路，u=220√2sin(314t)V，R=10Ω，L=0.0318H，C=318μF。求：（1）电路阻抗Z；（2）电流I；（3）电感电压UL和电容电压UC；（4）电路的有功功率P、无功功率Q、视在功率S。解：（1）感抗XL=ωL=314×0.0318≈10Ω容抗XC=1/(ωC)=1/(314×318×10^-6)≈10Ω阻抗Z=R+j(XL-XC)=10+j0=10Ω（谐振状态）（2）电流I=U/Z=220/10=22A（有效值）（3）UL=IXL=22×10=220VUC=IXC=22×10=220V（4）P=I²R=22²×10=4840WQ=I²(XL-XC)=0（谐振时无功功率为0）S=UI=220×22=4840VA答案：（1）10Ω；（2）22A；（3）220V，220V；（4）4840W，0var，4840VA29.某三相异步电动机额定功率PN=30kW，额定电压UN=380V，额定转速nN=1470r/min，功率因数cosφN=0.88，效率ηN=0.92。求：（1）额定电流IN；（2）额定转差率sN；（3）额定转矩TN。解：（1）额定电流IN=PN/(√3UNcosφNηN)=30000/(1.732×380×0.88×0.92)≈30000/(1.732×380×0.81)≈30000/534≈56.2A（2）同步转速n0=1500r/min（p=2），sN=(n0-nN)/n0=(1500-1470)/1500=0.02（3）额定转矩TN=9550PN/nN=9550×30/1470≈194.9N·m答案：（1）≈56.2A；（2）0.02；（3）≈194.9N·m30.如图7所示电路，运放为理想元件，求输出电压u0与输入电压u1、u2的关系式。解：运放反相输入端虚地（u-=u+=0），反相端电流i-=0。对节点A：i1+i2=iF即(u1-0)/R1+(u2-0)/R2=(0-u0)/Rf整理得：u0=-Rf(u1/R1+u2/R2)若R1=R2=Rf=R，则u0=-(u1+u2)答案：u0=-Rf(u1/R1+u2/R2)（或具体数值代入后的表达式）四、简答题（每题6分，共30分）31.简述同步发电机的自同期并列法及其优缺点。答：自同期并列法是将未加励磁的发电机升速至接近同步转速，然后合闸并网，再立即给转子加励磁，利用定子磁场与转子磁场间的电磁力将转子拉入同步。优点：并列速度快，操作简单，适用于系统故障时快速恢复供电；缺点：合闸瞬间冲击电流大，对发电机和系统有一定冲击，一般仅在紧急情况下使用。32.比较共发射极、共集电极、共基极放大电路的特点。答：共射电路：电压和电流放大倍