2025年《电工电子》试题及答案

2025年《电工电子》试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.如图1所示电路中，受控电流源的电流为0.5I₁，已知R₁=2Ω，R₂=4Ω，Uₛ=12V，则电阻R₂两端的电压U₂为（）A.4VB.6VC.8VD.10V2.硅二极管组成的电路如图2所示，设二极管正向压降为0.7V，当输入电压uᵢ=5sinωt（V）时，输出电压uₒ的最大值为（）A.4.3VB.5VC.0.7VD.3.6V3.某集成运放组成的电路如图3所示，已知R₁=10kΩ，R₂=100kΩ，R₃=10kΩ，输入电压uᵢ=0.5V，则输出电压uₒ为（）A.-5VB.5.5VC.-5.5VD.5V4.由JK触发器组成的时序电路如图4所示，初始状态Q₁Q₀=00，在第3个CP脉冲作用后，Q₁Q₀的状态为（）A.01B.10C.11D.005.一台单相变压器额定容量为10kVA，额定电压为220V/36V，当副边接36V、100W的白炽灯100盏时，原边电流为（）A.4.55AB.27.78AC.1.82AD.13.89A6.测得某放大电路中三极管三个电极的电位分别为V₁=3V，V₂=2.3V，V₃=15V，则该三极管的类型及各电极对应关系为（）A.NPN型，V₁基极、V₂发射极、V₃集电极B.PNP型，V₁发射极、V₂基极、V₃集电极C.NPN型，V₁发射极、V₂基极、V₃集电极D.PNP型，V₁基极、V₂发射极、V₃集电极7.逻辑函数F=AB+AC+BC的最简与或表达式为（）A.AB+ACB.AB+BCC.AC+BCD.AB+AC+BC（无法化简）8.某RC串联电路接通直流电源时，若电容初始电压为0，充电时间常数τ=2ms，电源电压U=10V，则充电到5V所需时间约为（）A.1.39msB.2msC.0.69msD.4ms9.三相异步电动机铭牌标注额定功率15kW，额定电压380V，额定效率88%，额定功率因数0.85，则额定电流约为（）A.27.6AB.31.4AC.24.3AD.34.2A10.如图5所示TTL门电路中，输出F的逻辑表达式为（）A.F=AB+CB.F=(A+B)CC.F=AB+CD.F=(A+B)C二、填空题（每空1分，共20分）11.基尔霍夫电流定律（KCL）的本质是________守恒，其数学表达式为________。12.二极管的主要特性是________，当温度升高时，其正向压降________（增大/减小/不变）。13.共发射极放大电路中，集电极电阻Rc的作用是将________转换为________输出。14.组合逻辑电路的输出仅取决于________，时序逻辑电路的输出不仅取决于________，还与________有关。15.变压器的基本作用是________、________和________。16.RC一阶电路的全响应可分解为________响应和________响应，或表示为________响应和________响应。17.三相异步电动机的旋转磁场转速称为________，其计算公式为________。18.模数转换器（ADC）的分辨率是指________，8位ADC的分辨率为________。三、简答题（每题5分，共20分）19.简述戴维南定理的内容，并说明应用该定理分析电路的主要步骤。20.差分放大电路为什么能抑制零点漂移？其抑制效果与哪些因素有关？21.比较TTL与非门和CMOS与非门的主要区别（至少列出3点）。22.晶闸管导通的条件是什么？关断晶闸管的常用方法有哪些？四、计算题（共40分）23.（8分）如图6所示电路，已知Uₛ₁=10V，Uₛ₂=5V，R₁=2Ω，R₂=3Ω，R₃=6Ω，R₄=4Ω。试用叠加定理求电阻R₃中的电流I₃。24.（10分）图7所示为分压式偏置共射放大电路，已知Vcc=12V，Rb1=30kΩ，Rb2=10kΩ，Re=2kΩ，Rc=3kΩ，Rl=3kΩ，三极管β=50，rbe=1kΩ，C1、C2、Ce足够大。求：（1）静态工作点IBQ、ICQ、VCEQ；（2）电压放大倍数Au、输入电阻Ri、输出电阻Ro。25.（8分）分析图8所示由74LS161（4位同步二进制计数器，同步置数，异步清零）组成的计数器电路，画出状态转换图，说明其计数进制。26.（7分）图9所示RC电路中，开关S在t=0时由位置1切换到位置2，切换前电容已充电至uC(0⁻)=6V。已知R1=2kΩ，R2=1kΩ，C=1μF，Us=12V。求t≥0时的电容电压uC(t)和电阻R2中的电流i2(t)。27.（7分）一台三相异步电动机，额定数据为：PN=30kW，UN=380V，nN=1470r/min，ηN=90%，cosφN=0.88，极对数p=2。求：（1）额定转差率sN；（2）额定输入功率P1N；（3）额定电流IN。五、综合分析题（20分）28.设计一个温度自动控制电路，要求：当温度低于25℃时，加热器工作；温度高于30℃时，加热器停止；温度在25℃~30℃之间时，保持当前状态。可用元件：热敏电阻（负温度系数）、集成运放、继电器（线圈电压12V，动作电流≥50mA）、加热器（220V/1kW）、直流电源（+12V、±15V）、电阻、二极管等。要求：（1）画出电路原理框图；（2）说明各部分功能；（3）分析比较器的阈值设计；（4）简述继电器驱动电路的设计要点。答案一、单项选择题1.B2.A3.C4.B5.A6.C7.A8.A9.A10.D二、填空题11.电荷；ΣI=0（对任一节点）12.单向导电性；减小13.电流变化；电压变化14.当前输入；当前输入；电路原状态15.变压；变流；变阻抗16.零输入；零状态；稳态；暂态17.同步转速；n₀=60f/p18.输出数字量变化1位时对应的输入模拟量变化值；1/256（或0.39%）三、简答题19.戴维南定理：任何线性有源二端网络，对外电路而言，可用一个电压源和电阻串联的等效电路代替。其中电压源的电压等于二端网络的开路电压Uoc，串联电阻等于二端网络内部所有独立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将独立源置零（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二端网络，计算待求量。20.差分放大电路利用两个对称的三极管和射极公共电阻Re抑制零点漂移。当温度变化引起两管集电极电流同向变化时，Re上产生负反馈电压，抑制每管的电流变化；同时，双端输出时两管漂移电压相互抵消。抑制效果与电路对称性、Re的大小（或采用恒流源代替Re）有关。21.主要区别：①电源电压范围：TTL约5V，CMOS3~18V；②输入阻抗：TTL低（kΩ级），CMOS极高（MΩ级）；③功耗：TTL静态功耗较高，CMOS静态功耗极低；④抗干扰能力：CMOS优于TTL；⑤输出高电平：TTL约3.6V，CMOS接近电源电压。22.晶闸管导通条件：①阳极与阴极间加正向电压；②门极与阴极间加适当正向触发脉冲。关断方法：①将阳极电流减小到小于维持电流IH；②阳极电压反向（如采用有源逆变电路）；③利用换流电路使阳极电流强制关断（如电容放电）。四、计算题23.解：（1）Uₛ₁单独作用时，Uₛ₂短路：R₁与R₂并联：R₁₂=2×3/(2+3)=1.2ΩR₄与R₃并联：R₃₄=6×4/(6+4)=2.4Ω总电阻R=R₁₂+R₃₄=3.6Ω总电流I'=Uₛ₁/R=10/3.6≈2.778AR₃支路电流I₃'=I'×R₄/(R₃+R₄)=2.778×4/10≈1.111A（方向向下）（2）Uₛ₂单独作用时，Uₛ₁短路：R₁与R₃并联：R₁₃=2×6/(2+6)=1.5ΩR₂与R₄并联：R₂₄=3×4/(3+4)≈1.714Ω总电阻R=R₁₃+R₂₄≈3.214Ω总电流I''=Uₛ₂/R=5/3.214≈1.556AR₃支路电流I₃''=I''×R₁/(R₁+R₃)=1.556×2/8≈0.389A（方向向上）（3）叠加后I₃=I₃'-I₃''=1.111-0.389≈0.722A（方向向下）24.解：（1）静态工作点：Vb=Vcc×Rb2/(Rb1+Rb2)=12×10/(30+10)=3VVe=Vb-Vbe=3-0.7=2.3VIeq=Ve/Re=2.3/2=1.15mAIcq≈Ieq=1.15mAIeq=Icq/β=1.15/50≈0.023mA=23μAVceq=Vcc-Icq(Rc+Re)=12-1.15×(3+2)=12-5.75=6.25V（2）动态参数：Au=-β(Rc∥Rl)/rbe=-50×(3×3)/(3+3)/1=-50×1.5=-75Ri=Rb1∥Rb2∥rbe≈30∥10∥1≈0.93kΩ（注：实际计算中rbe远小于Rb1、Rb2，Ri≈rbe=1kΩ）Ro≈Rc=3kΩ25.解：74LS161的置数端LD'由Q3Q1Q0通过与非门控制，当Q3Q2Q1Q0=1011时，LD'=0，下一个CP脉冲到来时置数D3D2D1D0=0010。状态转换如下：0010→0011→0100→0101→0101→0110→0111→1000→1001→1010→1011（置数）→0010...有效状态：0010~1011共10个状态，为十进制计数器。26.解：换路后电路为R2与C串联，接Us=12V，初始值uC(0+)=uC(0⁻)=6V稳态值uC(∞)=Us=12V时间常数τ=R2×C=1kΩ×1μF=1msuC(t)=uC(∞)+[uC(0+)-uC(∞)]e^(-t/τ)=12+(6-12)e^(-1000t)=12-6e^(-1000t)V（t≥0）i2(t)=C×duC/dt=1μF×6×1000e^(-1000t)=6e^(-1000t)mA（t≥0）27.解：（1）同步转速n₀=60f/p=60×50/2=1500r/min转差率sN=(n₀-nN)/n₀=(1500-1470)/1500=0.02（2）额定输入功率P1N=PN/ηN=30/0.9≈33.33kW（3）额定电流IN=P1N/(√3UNcosφN)=33330/(√3×380×0.88)≈33330/579.4≈57.5A（注：原题可能数据有误，实际计算应为PN=30kW时，P1N=30/0.9=33.33kW，IN=33330/(1.732×380×0.88)=33330/579.4≈57.5A，可能题目中PN应为15kW，则IN≈28.7A，接近选项A。可能题目数据设置问题，此处按原题数据计算）五、综合分析题28.（1）原理框图：温度检测→信号调理→比较器→驱动电路→继电器→加热器（2）各部分功能：①温度检测：热敏电阻（负温度系数）将温度转换为电阻变化；②信号调理：电桥电路将电阻变化转换为电压信号，运放构成跟随器提高输入阻抗；③比较器：两个运放分别构成上限（30℃）和下限（25℃）比较器，输出逻辑信号；④驱动电路：由三极管或MOS管组成，将比较器输出转换为继电器线圈电流；⑤继电器：控制加热器电源通断；⑥电源：提供各部分工作电压。（3）阈值设计：设热敏电阻在25℃时R25=R0，30℃时R30=R0×e^(-B(1/303-1/298))（B为材料常数）。电桥