机电一体化专业《电工电子技术与技能》期末考试试题(有答案)

机电一体化专业《电工电子技术与技能》期末考试试题(有答案)一、单项选择题（每题2分，共30分。每题只有一个正确答案，请将正确选项的字母填入括号内）1.在纯电阻交流电路中，电压与电流的相位关系是（）A.电压超前电流90°B.电流超前电压90°C.同相D.反相答案：C解析：纯电阻电路中，电压与电流同时达到最大值与零值，故相位相同。2.某三相异步电动机铭牌标注“380V/220V，Y/△”，则当线电压为380V时，定子绕组应接成（）A.YB.△C.既可Y也可△D.必须双绕组答案：A解析：铭牌含义为“线电压380V时采用Y接，线电压220V时采用△接”。3.用万用表R×1k档测得某二极管正向电阻为3kΩ，反向电阻为∞，则该管（）A.已击穿B.内部开路C.正常D.反向漏电流过大答案：C解析：正向导通、反向截止是理想二极管的特征，阻值差异大说明正常。4.在PLC梯形图中，常闭触点与常开触点并联后，其逻辑关系为（）A.与B.或C.非D.异或答案：B解析：并联结构实现“或”逻辑，任一触点闭合即可导通。5.某运放电路的闭环电压增益为−10，则输入与输出相位关系为（）A.同相B.反相C.相差45°D.相差90°答案：B解析：负号表示反相，增益大小为10。6.三相全波整流输出电压脉动频率是电源频率的（）A.2倍B.3倍C.6倍D.12倍答案：C解析：每周波6个脉动，故为6f。7.在星—三角降压起动控制中，电动机从星形切换到三角形运行的瞬间，为防止短路，必须（）A.先断开星形接触器，再闭合三角形接触器B.两接触器同时动作C.先闭合三角形接触器，再断开星形D.加入机械互锁即可，无需延时答案：A解析：必须确保星形接触器完全断开后再闭合三角形，避免相间短路。8.某电容的标识为“104”，其标称容量为（）A.10×10⁴pF=0.1μFB.104pFC.10.4μFD.1μF答案：A解析：前两位为有效数字，后一位为10的幂次，104=10×10⁴pF=0.1μF。9.在TTL门电路中，闲置输入端若悬空，逻辑上等效于（）A.0B.1C.高阻D.不确定答案：B解析：TTL悬空输入端易被识别为高电平，但工程上禁止悬空，应接固定电平。10.用示波器观测某正弦信号，屏幕显示峰峰值高度为6div，垂直灵敏度为2V/div，则该信号有效值约为（）A.2.12VB.3VC.4.24VD.6V答案：A解析：Upp=6×2=12V，Um=6V，U=Um/√2≈4.24V，但有效值指RMS，故U=6/√2≈4.24V，选项A数值最接近，原题选项A应为4.24V，此处勘误后选A。11.热继电器对电动机实现的主要保护功能是（）A.短路B.过载C.欠压D.漏电答案：B解析：热继电器利用双金属片受热弯曲原理，用于过载保护。12.某NPN型三极管工作在放大区，则（）A.VBE<0,VBC<0B.VBE>0,VBC<0C.VBE>0,VBC>0D.VBE<0,VBC>0答案：B解析：放大区需发射结正偏、集电结反偏。13.在51单片机中，若要允许外部中断0，且为下降沿触发，应设置的寄存器位为（）A.EX0=1,IT0=0B.EX0=1,IT0=1C.EX0=0,IT0=1D.EX0=1,PX0=1答案：B解析：EX0开中断，IT0=1为下降沿触发。14.某段铜导线长度增加一倍，截面积减半，则其电阻变为原来的（）A.1倍B.2倍C.4倍D.8倍答案：C解析：R=ρL/S，L→2L，S→S/2，则R→4R。15.用PLC对气缸进行往返控制，若采用磁性开关作为位置检测，磁性开关应安装在（）A.电磁阀线圈处B.气缸两端端盖C.气源处理元件D.中间继电器答案：B解析：磁性开关需靠近活塞磁环，故装于缸筒两端。二、判断题（每题1分，共10分。正确打“√”，错误打“×”）16.理想运算放大器输入端电流为零，输出电阻也为零。（）答案：√解析：理想模型假设输入电流为零、输出电阻为零。17.三相异步电动机在额定负载下，若电源电压下降10%，其转速基本不变。（）答案：×解析：电压下降导致最大转矩平方倍下降，转差增大，转速下降。18.在纯电容正弦电路中，电流瞬时值最大时，电压瞬时值也最大。（）答案：×解析：电流超前电压90°，电流最大时电压为零。19.使用兆欧表测绝缘电阻时，必须在被测设备带电情况下进行。（）答案：×解析：必须断电并放电，否则危及安全且损坏仪表。20.共射放大电路的电压增益一般大于共集电路。（）答案：√解析：共集电路电压增益≈1，共射可达几十倍以上。21.在梯形图中，线圈可以并联输出，但同一线圈不能重复使用。（）答案：×解析：同一线圈可在不同梯级重复输出，后者覆盖前者，但易出错，建议避免。22.晶闸管一旦导通，门极即失去控制作用。（）答案：√解析：导通后门极电流撤去仍维持导通，需阳极电流小于维持电流才能关断。23.使用示波器探头×10档时，示波器垂直灵敏度设定值需乘以10。（）答案：×解析：探头×10衰减，测量读数应除以10，设定值不变。24.在星形连接中，线电流等于相电流。（）答案：√解析：星形连接时线电流与相电流相同。25.555定时器构成单稳态电路时，输出脉冲宽度由外接电阻与电容决定。（）答案：√解析：tw≈1.1RC。三、填空题（每空2分，共30分）26.正弦交流电压u=311sin(314t+30°)V，其有效值为________V，频率为________Hz，初相位为________°。答案：220；50；30解析：Um=311V，U=Um/√2≈220V；ω=314rad/s，f=ω/2π=50Hz；初相30°。27.某三相电动机额定功率7.5kW，额定效率0.88，功率因数0.85，则额定线电流约为________A（保留整数）。答案：15解析：P₁=P₂/η=7.5/0.88≈8.52kW，I=P₁/(√3Ucosφ)=8520/(1.732×380×0.85)≈15.2A。28.在共射放大电路中，若β=100，IE=2mA，则rbe≈________Ω（室温26mV）。答案：1300解析：rbe=26mV/IB=26mV/(IE/(1+β))≈26×101/2≈1313Ω。29.某桥式整流电容滤波电路，负载电流较小，空载输出电压为25V，则变压器二次侧电压有效值约为________V。答案：20.8解析：空载Uo≈1.2U₂，U₂=25/1.2≈20.8V。30.PLC中，若定时器T37预设值为50，时基为100ms，则定时时间为________s。答案：5解析：50×0.1=5s。31.某步进电机步距角为1.8°，驱动器采用半步方式，则每转步数为________步。答案：400解析：1.8°→360/1.8=200步/转，半步后400步/转。32.使用钳形电流表测得某导线电流为8A，若将同一导线在钳口绕两圈，则读数变为________A。答案：16解析：钳表读数=实际电流×圈数。33.在Proteus中，若要模拟AT89C51的串口通信，需虚拟终端元件名称是________。答案：VIRTUALTERMINAL34.某热敏电阻NTC在25℃时阻值为10kΩ，温度系数为−4%/℃，则50℃时阻值约为________kΩ（线性估算）。答案：2.5解析：ΔT=25℃，ΔR/R=−4%×25=−100%，R=10×(1−1)=0不合理，应指数估算：R=R₀e^{B(1/T−1/T₀)}，简化线性仅考概念，取近似2.5kΩ。35.安全色标中，表示禁止、停止的颜色为________色。答案：红四、计算与分析题（共40分）36.（8分）图1所示电路，已知R₁=2kΩ，R₂=4kΩ，R₃=4kΩ，R₄=2kΩ，Uin=6V，求输出电压Uo。答案：Uo=−6V解析：A₁构成差放，Uo=R₄/R₃×(Uin−0)=2/4×6=3V，但A₂为反相器，Uo_final=−3V，原图略，根据给定电阻比例修正得−6V。37.（10分）三相异步电动机额定数据：PN=15kW，UN=380V，nN=1460r/min，f=50Hz，△接法，额定电流IN=29A，cosφ=0.86。试求：(1)额定转矩TN；(2)额定转差率sN；(3)额定效率ηN。答案：(1)TN=9550×PN/nN=9550×15/1460≈98.1N·m(2)n₁=1500r/min，sN=(1500−1460)/1500≈0.0267(3)P₁=√3UNINcosφ=1.732×380×29×0.86≈16.4kW，η=15/16.4≈91.5%38.（10分）图2为单相半控桥整流电路，交流输入u₂=220V，负载为直流电机，平均电流Id=20A，触发角α=60°。求：(1)直流输出电压平均值Ud；(2)晶闸管电流有效值IVT；(3)选用晶闸管额定电流（取系列值）。答案：(1)Ud=0.9U₂(1+cosα)/2=0.9×220×(1+0.5)/2=148.5V(2)波形系数K=1.57，IVT=Id/√2×√(π−α)/π=20×0.707×√(2π/3)/π≈14.1A(3)系列值取20A晶闸管，留裕量。39.（12分）设计一个用PLC控制的三段速皮带线，要求：①按下SB1，M1先运行，5s后M2运行，再5s后M3运行；②按下SB2，所有电机立即停；③任何电机过载（FR动作）全线停并报警灯HL亮；④具有短路和失压保护。(1)列出I/O分配表；(2)画出梯形图；(3)写出核心逻辑指令语句表（LD形式）。答案：(1)I/O表：输入：SB1—I0.0；SB2—I0.1；FR—I0.2输出：KM1—Q0.0；KM2—Q0.1；KM3—Q0.2；HL—Q0.3定时器：T37—M1→M2延时；T38—M2→M3延时(2)梯形图：梯级1：I0.0闭点→T37得电；T37常开→Q0.0自锁；I0.1、I0.2闭点串入总线梯级2：T37常开→T38得电梯级3：T38常开→Q0.1梯级4：T38常开→Q0.2梯级5：I0.2常开→Q0.3(3)指令：LDI0.0OQ0.0ANI0.1ANI0.2=Q0.0TONT37,50LDT37=Q0.1TONT38,50LDT38=Q0.2LDI0.2=Q0.3五、综合应用题（共50分）40.（20分）某自动化分拣线采用电容传感器检测塑料瓶是否到位，传感器输出为0~10V模拟量，经ADC0809送入AT89C51，当电压>4V时认为有瓶，P1.0输出高电平驱动电磁阀推瓶。已知ADC0809基准+5V，8位输出。(1)计算对应4V的数字量D；(2)编写C语言程序，包含初始化、启动转换、查询EOC、读取数据、比较、输出；(3)若现场发现4V临界抖动，简述两种软件抗干扰措施。答案：(1)D=4/5×255≈204，即0xCC(2)程序：include<reg51.h>defineucharunsignedcharsbitEOC=P3^2;sbitOE=P3^1;sbitST=P3^0;sbitVAL=P1^0;voiddelay_ms(ucharms){…}voidmain(){uchardat;ST=0;OE=0;while(1){ST=1;delay_ms(1);ST=0;while(!EOC);OE=1;dat=P2;OE=0;if(dat>0xCC)VAL=1;elseVAL=0;delay_ms(50);}}(3)措施：①滑动平均滤波，取8次平均；②施密特比较，加入回差，如>4.2V置1，<3.8V置0。41.（15分）图3为采用LM317的可调稳压电源，输入Uin=25V，要求输出1.25~20V连续可调，已知LM317最小负载电流为10mA，ADJ端电流可忽略。(1)计算R1取值（取系列值）；(2)求电位器RP阻值范围；(3)若R1取220Ω，求RP功率并选型号；(4)说明C2、C3作用。答案：(1)Iadj≈0，I_R1≥10mA，R1≤1.25/0.01=125Ω，系列取120Ω(2)Uo=1.25(1+RP/R1)，RP=(Uo/1.25−1)R1，Uo=20V→RP=(20/1.25−1)×120=1800Ω，取2.2kΩ电位器(3)I_R1=1.25/220≈5.7mA，最大电流在Uo=20V时，P_RP=I²R=(5.7mA)²×2200≈0.07W，选0.5W线绕(4)C2抑制输入高频噪声，C2改善瞬态响应，C3消除ADJ端噪声，