电工电子学期末考试试题B卷及答案

电工电子学期末考试试题B卷及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.在电路中，当负载电阻等于电源内阻时，负载获得最大功率，此时电路的效率为（）。A.25%B.50%C.75%D.100%答案：B2.已知正弦交流电压u=311sin(314t+30°)V，其有效值为（）。A.311VB.220VC.380VD.155.5V答案：B3.在RLC串联谐振电路中，当电路发生谐振时，电路呈现（）。A.阻性B.容性C.感性D.无法确定答案：A4.一个理想变压器，原边匝数为N1，副边匝数为N2，则原、副边电流有效值之比I1/I2等于（）。A.N1/N2B.N2/N1C.(N1/N2)²D.(N2/N1)²答案：B5.三相异步电动机的旋转方向取决于（）。A.电源电压大小B.电源频率高低C.定子电流的相序D.转子结构答案：C6.某二极管电路，输入电压为ui=10sinωtV，电源电压为E=4V，设二极管为理想二极管，则输出电压uo的最大值为（）。A.10VB.6VC.4VD.14V答案：B7.工作在放大区的某NPN型三极管，测得各电极对地电位分别为：VC=6V，VB=2.7V，VE=2V，则该管为（）。A.硅管，处于放大状态B.硅管，处于饱和状态C.锗管，处于放大状态D.锗管，处于截止状态答案：A8.在单相桥式整流电容滤波电路中，若变压器副边电压有效值为U2，则正常情况下，负载直流电压UL约为（）。A.0.9U2B.1.2U2C.1.4U2D.2U2答案：B9.对于共射极基本放大电路，当静态工作点设置过高时，输出信号易产生（）失真。A.截止B.饱和C.交越D.频率答案：B10.在门电路中，“与非”门的逻辑功能是（）。A.有0出0，全1出1B.有1出1，全0出0C.有0出1，全1出0D.有1出0，全0出1答案：C二、多项选择题（每题3分，共15分，多选、少选、错选均不得分）1.关于叠加定理，以下说法正确的有（）。A.适用于线性电路B.适用于计算功率C.电压源不作用时视为短路D.电流源不作用时视为开路E.可以计算非线性元件的参数答案：A,C,D2.提高功率因数的意义在于（）。A.提高电源设备的利用率B.减少输电线路的电压损失C.减少输电线路的功率损耗D.提高负载的工作效率E.使负载获得更大的有功功率答案：A,B,C3.三相负载对称的条件是（）。A.各相负载的电阻相等B.各相负载的电抗相等C.各相负载的阻抗模相等D.各相负载的阻抗角相等E.各相负载的复阻抗相等答案：D,E4.以下关于负反馈对放大电路性能影响的描述，正确的有（）。A.稳定放大倍数B.展宽通频带C.减小非线性失真D.改变输入电阻和输出电阻E.可能引起自激振荡答案：A,B,C,D5.下列触发器类型中，没有空翻现象的有（）。A.基本RS触发器B.同步RS触发器C.主从JK触发器D.边沿D触发器E.边沿JK触发器答案：C,D,E三、填空题（每空1分，共15分）1.一个5Ω的电阻和一个容抗为5Ω的电容串联，接到10V的交流电源上，电路中的电流有效值为______A。答案：√2或1.4142.对称三相电路中，负载作三角形连接时，线电流是相电流的______倍。答案：√33.熔断器在电路中主要起______保护作用。答案：短路4.在P型半导体中，多数载流子是______。答案：空穴5.差分放大电路对______信号有很强的抑制作用，而对______信号有放大作用。答案：共模，差模6.理想运算放大器的开环电压放大倍数为______，输入电阻为______，输出电阻为______。答案：无穷大，无穷大，零7.将二进制数(101101)₂转换为十进制数是______。答案：458.一个D触发器，其特性方程为______。答案：Q^(n+1)=D9.逻辑函数Y=A+A’B化简后为______。答案：A+B10.在时序逻辑电路中，任意时刻的输出不仅取决于该时刻的输入，还与电路______有关。答案：原来的状态四、简答题（每题5分，共20分）1.简述基尔霍夫电流定律（KCL）和基尔霍夫电压定律（KVL）的内容，并说明其适用条件。答案：基尔霍夫电流定律：在任一瞬时，流入电路中任一节点的电流之和等于流出该节点的电流之和。其数学表达式为ΣI入=ΣI出或ΣI=0。基尔霍夫电压定律：在任一瞬时，沿电路中任一闭合回路，各段电压的代数和恒等于零。其数学表达式为ΣU=0。这两个定律适用于任何集总参数电路，与元件的性质无关，是电路分析的基本定律。2.说明三相异步电动机“旋转磁场”是如何产生的。要改变其旋转方向，应如何操作？答案：当三相对称绕组通入三相对称交流电流时，它们共同产生的合成磁场是一个在空间旋转的磁场，即旋转磁场。旋转磁场的转速（同步转速）n0=60f/p，其中f为电源频率，p为磁极对数。旋转磁场的转向取决于通入三相绕组的电流相序。要改变电动机的旋转方向，只需将定子三相绕组任意两相与电源的连接线对调，从而改变电流的相序，旋转磁场的转向随之改变，转子转向也就改变。3.什么是放大电路的静态工作点？设置合适的静态工作点有何重要意义？答案：静态工作点是指放大电路在没有输入信号（ui=0）时，晶体管各电极的直流电流和电压值，通常指IBQ、ICQ和UCEQ。设置合适的静态工作点的意义在于：1）使晶体管工作在放大区，保证信号在整个周期内都能得到线性放大；2）避免产生截止失真或饱和失真；3）静态工作点的稳定性直接影响放大电路性能的稳定性，是电路正常工作的基础。4.简述组合逻辑电路与时序逻辑电路的主要区别。答案：组合逻辑电路在任意时刻的输出状态仅取决于该时刻的输入状态，与电路原来的状态无关。电路结构上一般由门电路组成，无记忆功能。时序逻辑电路在任意时刻的输出状态不仅取决于该时刻的输入状态，还与电路原来的状态有关。电路结构上包含存储电路（触发器）和组合电路，具有记忆功能。五、计算题（每题10分，共30分）1.电路如图所示，已知Us1=12V，Us2=6V，R1=2Ω，R2=4Ω，R3=6Ω。试用支路电流法求各支路电流I1、I2、I3。（电路图描述：Us1正极向上，与R1串联后向下连接至节点a；Us2正极向左，与R2串联后向右连接至节点a；R3连接在节点a和地之间。设I1方向向下流经R1，I2方向向右流经R2，I3方向向下流经R3。）答案：对节点a列KCL方程：I1+I2=I3。对左网孔（包含Us1,R1,R3）列KVL方程，取顺时针方向：-Us1+I1R1+I3R3=0，即-12+2I1+6I3=0。对右网孔（包含Us2,R2,R3）列KVL方程，取顺时针方向：-Us2+I2R2+I3R3=0，即-6+4I2+6I3=0。将I3=I1+I2代入后两个方程：方程一：-12+2I1+6(I1+I2)=-12+8I1+6I2=0=>8I1+6I2=12=>4I1+3I2=6(1)方程二：-6+4I2+6(I1+I2)=-6+6I1+10I2=0=>6I1+10I2=6=>3I1+5I2=3(2)联立(1)(2)式求解：(1)3:12I1+9I2=18(1)3:12I1+9I2=18(2)4:12I1+20I2=12(2)4:12I1+20I2=12两式相减：(12I1+20I2)(12I1+9I2)=1218=>11I2=-6=>I2=-6/11≈-0.545A将I2代入(1)：4I1+3(-6/11)=6=>4I1=6+18/11=(66+18)/11=84/11=>I1=21/11≈1.909A将I2代入(1)：4I1+3(-6/11)=6=>4I1=6+18/11=(66+18)/11=84/11=>I1=21/11≈1.909A则I3=I1+I2=21/116/11=15/11≈1.364A所以，I1≈1.909A，I2≈-0.545A（实际方向与假设相反），I3≈1.364A。2.单管共射放大电路如图所示。已知VCC=12V，Rb=300kΩ，Rc=3kΩ，RL=3kΩ，晶体管β=50，UBEQ=0.7V，电容足够大。（1）估算静态工作点IBQ、ICQ、UCEQ。（2）计算电压放大倍数Au、输入电阻Ri、输出电阻Ro。答案：（1）静态工作点估算：IBQ=(VCCUBEQ)/Rb=(120.7)/300≈0.0377mA=37.7μAICQ=βIBQ=500.0377≈1.885mAICQ=βIBQ=500.0377≈1.885mAUCEQ=VCCICQRc=121.8853=125.655=6.345VUCEQ=VCCICQRc=121.8853=125.655=6.345V（2）动态参数计算：先求晶体管输入电阻rbe：rbe≈200Ω+(1+β)26mV/IEQ，其中IEQ≈ICQ=1.885mA。先求晶体管输入电阻rbe：rbe≈200Ω+(1+β)26mV/IEQ，其中IEQ≈ICQ=1.885mA。rbe≈200+51(26/1.885)≈200+5113.8≈200+704≈904Ω=0.904kΩ。rbe≈200+51(26/1.885)≈200+5113.8≈200+704≈904Ω=0.904kΩ。交流负载电阻R‘L=Rc//RL=3k//3k=1.5kΩ。电压放大倍数Au=-βR‘L/rbe=-501.5/0.904≈-83。电压放大倍数Au=-βR‘L/rbe=-501.5/0.904≈-83。输入电阻Ri=Rb//rbe≈rbe≈0.904kΩ(因为Rb>>rbe)。输出电阻Ro≈Rc=3kΩ。3.分析如图所示逻辑电路的逻辑功能。（电路图描述：输入A、B。第一级：A输入一个非门，输出为A’；B输入一个非门，输出为B’。第二级：A和B’输入一个与门；A’和B输入一个与门。第三级：上述两个与门的输出接入一个或非门，得到输出Y。）答案：首先根据电路图写出逻辑表达式。第一个与门输出：A·B’第二个与门输出：A’·B或非门输入为这两个与门的输出，故或非门输出Y=(A·B’+A’·B)‘。化简或分析其功能：根据德摩根定律，Y=(A·B’+A’·B)‘=(A·B’)‘·(A’·B)‘=(A’+B)·(A+B’)=A’A+A’B’+AB+BB’=0+A’B’+AB+0=A’B’+AB=A⊙B。该表达式为“同或”逻辑功能。即：当A、B相同时，输出Y=1；当A、B不同时，输出Y=0。因此，该电路实现的是同或门功能。六、综合应用题（每题15分，共30分）1.电路如图所示，运算放大器为理想运放。已知R1=10kΩ，R2=20kΩ，R3=10kΩ，R4=20kΩ，Rf=100kΩ，ui1=0.2V，ui2=-0.1V。（1）说明A1、A2、A3各组成什么运算电路。（2）计算输出电压uo1和uo2。（3）计算最终输出电压uo。（电路图描述：第一级：ui1通过R1接A1反相端，Rf1跨接在A1输出与反相端之间，A1同相端接地。第二级：ui2通过R2接A2反相端，Rf2跨接在A2输出与反相端之间，A2同相端接地。第三级：uo1通过R3接A3反相端，uo2通过R4接A3反相端，Rf3跨接在A3输出与反相端之间，A3同相端接地。）答案：（1）电路识别：A1构成反相比例运算电路。A2构成反相比例运算电路。A3构成反相加法运算电路。（2）计算各级输出：对于A1：uo1=-(Rf1/R1)ui1=-(100/10)0.2=-100.2=-2V。对于A1：uo1=-(Rf1/R1)ui1=-(100/10)0.2=-100.2=-2V。对于A2：uo2=-(Rf2/R2)ui2=-(100/20)(-0.1)=-5(-0.1)=0.5V。对于A2：uo2=-(Rf2/R2)ui2=-(100/20)(-0.1)=-5(-0.1)=0.5V。（3）计算最终输出：对于A3，其为反相加法电路，两个输入分别为uo1和uo2。uo=-[(Rf3/R3)uo1+(Rf3/R4)uo2]=-[(100/10)(-2)+(100/20)0.5]=-[10(-2)+50.5]=-[-20+2.5]=-(-17.5)=17.5V。uo=-[(Rf3/R3)uo1+(Rf3/R4)uo2]=-[(100/10)(-2)+(100/20)0.5]=-[10(-2)+50.5]=-[-20+2.5]=-(-17.5)=17.5V。最终输出电压uo为17.5V。2.试用74LS161（四位二进制同步加法计数器）和必要的门电路设计一个十进制计数器（计数状态为0000~1001），要求采用同步置数法实现。74LS161的功能表如下：（功能表：CR’为异步清零，低有效；LD’为同步置数，低有效；CTP、CTT为计数使能；CP为时钟上升沿；D0~D3为数据输入；Q0~Q3为输出；CO为进位输出，当Q3Q2Q1Q0=1111且CTT=1时，CO=1。）（1）画出状态转换图（从0000到1001）。（2）确定置数信号LD’的逻辑表达式。（3）确定置入的数据输入端D3D2D1D0的状态。（4）画出完整的逻辑电路图（可只画出核心连接部分，包括74LS161、门电路与时钟、输出的连接）。答案：（1）状态转换图：采用置数法，需在无效状态产生置数信号，使计数器返回初始状态。设计数循环为0000(0)->0