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电工学试题2答案(本一本二64学时)

《 电工学 》试卷2答案

一、 单项选择题。(每小题2分,共16 分。)

1.关于叠加定理的应用,下列说法正确的是( A )。

A .叠加电路只适用于线性电路。

B .叠加定理可以用于功率的叠加。

C .某电源单独作用时,其他的电压源和电流源都断开。

D .某电源单独作用时,其他的电压源和电流源都短路。 2.图1-1所示电路中,M 点的电位U M 为( C )。

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A .2V

B .7V

C .-2V

D .-7V

3.图1-2所示电路中,若保持交流电压u 的有效值不变,而将其频率提高,则交流电流表A 的读数将( B )。

A .不变

B .变大

C .变小

D .不能确定

Ω

图1-1

图1-2

4.已知正弦电流i 的有效值为5A ,周期为10ms ,在t =3ms 时电流到达正的最大值,则该电流的瞬时值表达式为( D )。

A .π)5100π1(5)(+=t sin t i A

B .π)5

1

(100π25)(+=t sin t i A

C .

π)10

1

(200π5)(-=t sin t i A D .π)10

1

00π2(25)(-=t sin t i A

5.工作在放大电路中的的三极管,其发射结和集电结的偏置情况应为( A )。

A .发射结正偏、集电结反偏

B .发射结反偏、集电结反偏

C .发射结正偏、集电结正偏

D .发射结反偏、集电结正偏

6.三相负载的平均功率?cos I U P l l 3=

,则?是指( C )。

A .线电压与线电流之间的相位差

B .线电压与相电流之间的相位差

C .相电压与相电流之间的相位差

D .相电压与线电流之间的相位差

7.要使集成运放在较大的输入电压下工作在线性区应该( A )。

A .引入负反馈

B .引入正反馈

C .开环状态

D .将两个输入端短接 8. 与ABC+A BC 函数式相等的表达式是( C )。

A. ABC

B. ABC

C. A

D. BC ABC +

二、 填空题。(每空2分,共24 分)

1. 电路如图2-1所示,电压U AB = 6 V ,提供功率的元件是 I S 。

2.图2-2所示电路中,二极管均为理想器件,则I 1 = 2mA 。

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3. 如图2-3所示正弦稳态电路中,电流表A 1的读数是4A ;电流表A 2的读数是2A ,则电流表A

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4. 容抗X C =5Ω的电容元件上的电压相量为 3010∠=U

V ,则通过该元件的电流相量为=I 2120∠ A 。

5.比较两个数的大小:(149)10 < (10010110)2。(填 >、< 或= )。 6.三角形连接的三相对称负载,接入对称三相电源,若已知其中一相负载的

电流 532A B

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∠=I A ,则线电流=A I 23 A 。

5V

图2-2

4kΩ

VD 2

I 2Ω

图2-1

2-3题图

7.已知变压器一次绕组和二次绕组的电流有效值分别为2A 、20A ,一次绕组的电压U 1=110V ,则二次绕组的电压U 2= 1100 V 。

8.多级放大电路常用级间耦合方式有阻容耦合、变压器耦合、 直接耦合和光电耦合。

9. 如图2-4所示电路中,t = 0时开关S 闭合,电路的时间常数τ = A V 。

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A. 0.04 s

B. 0.06 s

C. 0.12 s

D. 0.18 s

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10.图2-5所示电路中,U 2=10V ,则U o = 12 V 。若电容C 因脱焊断开,则U o = 9 V 。 图2-5

u O

12Ω

S(t=0)

图2-4

三、分析计算题(48分)

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1. (10分)如图3-1所示电路中, 已知V 24=S U ,A 3=S I , 用叠加定理求电路中的电流I 。

解:根据叠加定理,图3-1可看作由图(A)和图(B )分别作用的结果的代数叠加。

12324082010

()

.S U I

A R R =-=-=-++ (4分)

232310312010

()

S R I I A R R ==?=++ (4分)

1208102()

()

..I I

I

A =+=-+=

10Ω

图(A)

R 3 R 1

Ω

图3-1

R 3

R

图(B)

R 3 R 1

2. (8分)如图3-2所示电路,U S1=4V ,U S2=10V ,Ω=k R 201,Ω=k R 202,

F C μ100=。若开关S 在位置1时已达到稳态,在t = 0时刻将S 合到位置2,求t ≥0时的c ()u t 。

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解:用三要素法求解

[]2

1122

212

36

e 12(0)(0)2()5R (//)1010100101()()(0)()5(25)(53),0

τ

τ+---

-+-===+∞==+===???==∞+-∞=+-=-≥c c S c S q t

t

c c c c t R u u U V

R R R u U V

R R C R R C s

u t u u u e e

e V t (6分)

(2分)

图3-2

S (t=0)

u C

3. (10分)在R 、L 、C 串联电路中,已知R =15Ω,L =12mH ,C =5μF ,端口电压)305000sin(2100 +=t u V ,求:(1)串联电路的等效复阻抗Z ;(2)电流相量I ;(3) 说明电路的性质(感性、容性或阻性);(4)求平均功率P 。解:(1)等效复阻抗Z

36

500012106011405000510L C X L X C ωω--==??=Ω===Ω

?? (1520)L C Z R jX jX j =+-=+Ω

(2)电流相量

010030423.11520

o U I A Z j ∠===∠-+

(3)电路的性质:感性电路。

(4)平均功率

22415240P I R W

==?=

4、(8分)如图3-4所示电路。 (1)指出各级运放分别实现什么运算功能;

(2)若u 1=-0.5V ,u 2= 2V 。 求 u o1 、u o2 。

解:(1)图示电路为两级运算电路。

第一级为反相比例运算电路, 其输出电压u o1为:

11120210o k u u u k Ω=-=-Ω

第二级为加法运算电路,其输出电压u o2为:

212

1212

2020102024o o O k k u u u

k k u u u u ΩΩ

=--ΩΩ=--=-

(2)若u 1=-0.5V ,u 2= 2V

1121o u u V ∴=-=;

21244o u u u V =-=-

图3-4

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20k Ω

u

5、(6分)图3-5所示电路为能扩展输出动态范围的放大器。设输入信号 u i =1V ,求 u o1 、u o2 、u o

解:由A 2“虚短”可得:220u u -

+== 由A 1“虚断”可得: 10i +

= ;

112111

1122

i i u u u u u u V

++-

+--∴=

∴==

由A 1“虚短”可得:11u u -+=;所以 11

2u V -=

由A 1“虚断”可得: 10i -= ;

11111010519

o o u u u u u V -----∴=∴==

由A 2“虚断”可得: 20i -= ;

212100105101

o o u u u u V ++--∴=∴=-=-

1210o o o u u u V ∴=-=

图3-5

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9k Ω

10k Ω

1k Ω

6. (6分)写出图3-6所示计数器中各触发器输入端的逻辑表达式,列出逻辑状态表,并说明它是几进制计数器(设电路初始状态为000)。

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解:写出各触发器输入端表达式:(2分)

002==n J K Q ,110==n

J K Q ,21022;==n n n J Q Q K Q 逻辑状态表:(4分)(有无虚线单元格均可)

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J 2、K 2 J 1=K 1 J 0=K 0 0、0 0

1 0、0 1 1 0、0 0 1 1、0 1 1 0、1 0 0 0、0

1

由状态表可知,该电路为同步五进制加法计数器

图3-6

CP

Q Q

四、设计、作图题(共12分)

1、(6分)化简逻辑式ACD

CD

A

ABCD

D

C

AB

D

AB

F+

+

+

+

=,并用与非门实现该逻辑函数,写出用与非门实现该逻辑函数的逻辑式,并画出逻辑图。

解:

()

() F ABD ABCD ABCD A CD ACD ABD ABCD ABCD CD A A

ABD ABCD CD ABD D ABC C AB CD AB CD

=++++

=++++

=++=++

=+=?

逻辑图:

2. (6分)如下所示电路,画出Q的波形。

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图4-3 CP

R D

Q

2

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A

B

F