电工学试题库和试题及答案(一)

电工电子学考试大纲一、课程名称：电工电子学（I I）（双语）二、课程代码：15011550三、课程性质：必修课程四、考核内容：1）电路部分a.电路的基本概念和分析方法：基尔霍夫定律，受控电源，采用戴维宁定理、电源的等效变换、叠加定理等方法分析直流电路，最大功率传输。b.电路的暂态分析：电感与电容的伏安特性以及串并联等效，电路的暂态、稳态以及时间常数的概念，初始值的求解，一阶线性电路暂态分析的三要素法。c.正弦稳态分析及频率特性：正弦量的相量表示法，电路基本定律的相量形式、复阻抗和相量图，用相量法计算简单正弦交流电流电路的方法，有功功率、功率因数的概念和计算方法，无功功率、视在功率的概念和提高功率因数的经济意义,正弦交流电路的戴维宁等效电路以及最大功率传输的条件，三相交流电路电源和负载的联接方式，相序的概念，对称三相电路的分析计算，滤波器和转移函数的概念，滤波器的分类与工作原理，交流电路串联谐振和并联谐振的条件、特征和频率特性。2）数字逻辑电路部分a.组合逻辑电路：与门、或门、非门、与非门、异或门等逻辑门电路的逻辑功能，逻辑代数的基本运算法则，简单组合逻辑电路的分析和设计以及用卡诺图化简逻辑函数的方法。b.时序逻辑电路：R-S触发器、J-K触发器、D触发器的逻辑功能，寄存器、计数器等时序逻辑电路的工作原理。3）模拟电路部分a.二极管：二极管、稳压管的工作原理和特性曲线，理想二极管电路的分析与计算，单相整流电路、滤波电路和稳压管稳压电路的工作原理b.放大电路的分类与外特性：放大电路的分类与特性参数，各种放大电路之间的转换，多级放大的概念，各种理想放大电路的特性，差动放大电路的工作原理,差模信号和共模信号的概念。c.场效应管：M0S场效应管的基本结构、3个工作区域以及特性方程，共源极单管放大电路的基本结构和工作原理，静态工作点的估算，简化的小信号等效电路的分析法，源极输出器的结构与基本特点。d.双极结型晶体管：共射极单管放大电路的基本结构和工作原理，静态工作点的估算，简化的小信号等效电路的分析法，射极输出器的结构与基本特点。e.运算放大电路：理想运算放大器的特性，“虚断”与“虚断”的概念，由理想运算放大器构成的反相输入、同相输入和差动输入三种组态电路。第1章 直流电路 习题参考答案一、填空题：1.任何一个完整的电路都必须有电 源、负 载 和 中间环节3个基本部分组成。具有单一电磁特性的电路元件称为理 想 电路元件,由它们组成的电路称为 电路模型。电路的作用是对电能进行传 输、分 配 和 转 换；对电信号进行 传 递、存 储 和 处 理。2.反映实际电路器件耗能电磁特性的理想电路元件是皿元件；反映实际电路器件储存磁场能量特性的理想电路元件是元件；反映实际电路器件储存电场能量特性的理想电路元件是电 容 元件,它们都是无源二端 元件。心3.电路有通 路、开 路 和 短 路 三种工作状态。当电路中电流 班、端电压U=0时，此种状态称作短 路，这种情况下电源产生的功率全部消耗在内 阻 上。4.从耗能的观点来讲，电阻元件为耗 能 元件;电感和电容元件为储 能 元件。5.电路图上标示的电流、电压方向称为参考方向，假定某元件是负载时,该元件两端的电压和通过元件的电流方向应为关联参考方向。二、判断题：1.理想电流源输出恒定的电流，其输出端电压由内电阻决定。（错）2.电阻、电流和电压都是电路中的基本物理量。（错）3.电压是产生电流的根本原因。因此电路中有电压必有电流。（错）4.绝缘体两端的电压无论再高，都不可能通过电流。（错）三、选择题：（每小题2分，共30分）1.当元件两端电压与通过元件的电流取关联参考方向时，即为假设该元件（A）功率；当元件两端电压与通过电流取非关联参考方向时，即为假设该元件（B）功率。A、吸收；B、发出。2.一个输出电压几乎不变的设备有载运行，当负载增大时，是 指（C）A、负载电阻增大；B、负载电阻减小；C、电源输出的电流增大。3.当电流源开路时，该电流源内部（C）A、有电流，有功率损耗；B、无电流，无功率损耗；C、有电流，无功率损耗。4.某电阻元件的额定数据为“IK。、2.5W”，正常使用时允许流过的最大电流为（A）A、50mA；B、2.5mA；C、250mAo四、计算题1.1已知电路如题1.1所示，试计算a、b两端的电阻。图1.1习题1.1的图解：(1)在求解电阻网络的等效电阻时，应先将电路化简并转化为常规的直流电路。该电路可等效化为：2 a 6 n 6 aa -E Z J _ _ c z i _ b12。-L_J-1 0 Q-2 Q 4 Q 6 Qa|E Z -*b1 0 Q-2 0 1 0 Qa -C Z J-b 1 0 Q2 Q 5 0a ,-I I-L_ I.b7 0a *-C Z I-b图1.1(a)的等效变怏电路(b)先将电路图化简,并转化为常规直流电路。就本题而言,仔细分析发现2 5。和5。电阻被短路，则原图可化为:3 Q 2.4 Qa -*b5.4 Qa-L_J-b国1.1(b)的等效变怏电路1.2根据基尔霍夫定律，求 图1.2所示电路中的电流Z和4；解：本题所涉及的基本定律就是基尔霍夫电流定律。基尔霍夫电流定律对电路中的任意结点适用，对电路中的任何封闭面也适用。本题就是K C L对封闭面的应用。对于节点a有：+2-7=0对封闭面有：7,+7 2+2=01.3 有一盏“2 2 0 V 6 0 W”的电灯接到。(1)试求电灯的电阻；(2)当接到2 2 0 V电压下工作时的电流；(3)如果每晚用三小时，问一个月(按3 0天计算)用多少电？解：由题意：根据R=U2/P得：电灯电阻 R=U2/P=2 2 07 6 0=8 07(Q)根据I=U/R或P=U I得：I=P/U=6 0/2 2 0=0.2 7 3(A)由W=P T得W=6 0X 6 0X 6 0X 3 X 3 0=1.9 4 4 X 1 02 (J)在实际生活中，电量常以“度”为单位，即“千瓦时”。对6 0W的电灯，每天使用3小时，一个月(3 0天)的用电量为：W=6 0/1 000X 3 X 3 0=5.4(K WH)1.4 根据基尔霍夫定律求图1.3图所示电路中的电压口、I L和4。-5V+10V-yEZP-EZH2巳f q*口?图1.3习题1.4的图解:根据基尔霍夫电压定律，沿任意回路绕行一周，回路中各元件上电压的代数和等于零。则对a b c k a回路：2-U2-2=0U2=0对c d pk c回路：-4-UJ+U2=0U)=-4(V)对e g h c e回路：-U3-1 0+5+U2=03-5(V)1.5已知电路如图1.4 所示，其 中 =1 5 V,=6 5 V,R=5Q,花=尾=1 0。试用支路电流法求R i、兄和吊三个电阻上的电压。图1.4 习题1.5 图解：在电路图上标出各支路电流的参考方向，如图所示，选取绕行方向。应用 KC L和 KVL列方程如下/,+/2-z3=o+/3 R 3 =EIR?+1=E2代入已知数据得5/,+1 O/3=1 51 0/2+1 04=6 5解方程可得；1=-7/4 (A),1 2=3 3/8 (A),1 9/8 (A)。三个电阻上的电压电流方向选取一至，则三个电阻上的电压分别为：2 x5=/用=-4 =-3 5/4 (V)3 3 xl O“=4 尼=8 =1 6 5/4 (V)1 9 ,八 xl O4=4 即 8 =3 8/4 (V)1.6 试用支路电流法，求 图 1.5 所示电路中的电流/1、12、/3、，4 和/5。(只列方程不求解)解：在电路图上标出各支路电流的参考方向，如图所示，三回路均选取顺时针绕行方向。应 用 KC L和 KVL列方程如下-A=0Z2+/4-75=05/1 +/3 R 1 =g，2%+/禺-/内=。-/5/?3-1 5/4=-E2如给定参数，代入已知，联立方程求解即可得到各支路电流。图1.5习题1.6的图 图L 6习题1.7图1.7 试 用支路电流法，求图1.6电路中的电流人。解：此图中有3 支路，2 节点，但有一支路为已知，所以只需列两个方程即可。外回路选取顺时针绕行方向。应用KCL和 KVL列方程如下/1+72-73=06 7 1 +12Z3=244=5(A)所以：/产-2(A),4=3(A)1.8 应用等效电源的变换，化简图1.7所示的各电路。(b)图1.7 习题1.8的图解:o1.9 试用电源等效变换的方法，求图1.8所示电路中的电流/。解：利用电源等效变换解题过程如下：2 a=J()1 2 V口2 0 2 A加今 口 2aH6A 口2 闻1。2 a今-+1由分流公式可得：后5x 3(A)1.10 试计算题1.9图中的电流/。图1.8 习题1.9的图 图1.9 习题1.10的图解：由于题目中没有要求解题方法，所以此题可用电压源与电流源等效变换、支路电流法、叠加原理、戴维南定理等方法进行求解，下面用戴维南定理求解。(1)先计算开路电压，并将电流源化成电压源，如下图。;1 2-6 2 3 +6 -3 (A)32+12-6 X 2/3=6 (V)(2)再求等效电阻心将恒压源和恒流源除去，得电路如图。3 x6-3 +6+1 +1(C)(3)由戴维南定理可知，有源二端网络等效为一个电压源，如图。1.1 1已知电路如图1.1 0所示。试应用叠加原理计算支路电流/和电流源的电 压U。解：(1)先 计 算1 8 V电压源单独作用时的电流和电压，电路如图所示。1 81=-=O2 +1 (A)f/r=1 x 6 =6(V)(2)再计算6A电流源单独作用时的电流和电压，电路如图所示。r =-x 6 =22 +1 (A)U =6 x +2 x 2 =1 63 +6图1.1 0习题1.11的图(3)两电源同时作用的电流和电压为电源分别作用时的叠加。/=/，/=6 2 =4(A)U=U +U =6 +1 6 =2 2(v)1.1 2 电路图1.1 1所示，试应用叠加原理，求电路中的电流八、/2及3 6。电阻消耗的电功率P。解：(1)先计算90 V电压源单独作用时的电流和电压，电路如图所示。9 0=二1 2 x3 6 -6 +1 2 +3 6/3 6=6 x-1 2 +3 6史=61 5(A)(A)=4.5图1.11习题1.12的图(2)再计算60 V电压源单独作用时的电流和电压，电路如图所示。*6 06 +3 63.5(A)*=3.5x3 66 +3 663(A)6+36=0.5(A)；=3.5 x(3)两电源同时作用的电流和电压为电源分别作用时的叠加。A =7；-/；=6-3 =3 (A)I2=-I+In=-3.5+3=-1(A)4=/；+/=1.5 0.5 =2 (4)36Q电阻消耗的电功率为P =2 2 x 3 6=1 4 4 （w）1.1 3 电路如图1.8所示，试应用戴维南定理，求图中的电流/解：（1）先计算开路电压，并 将1 2 A、6。电流源化成电压源，如下图。2 c由于此电路仍为复杂电路，算，现用支路电流法进行求解,由KCL和KVL得:因此求开路电压仍可用所有分析计算方法计设各支路电流及参考方向如图所示。Z1+Z2+Z3=037,-6 Z2=1 2-1 2 =06/2也=1 2 4=8解得:人=8/9 (A),72=4/9 (A),Z=-4/3 (A)_ _ ._ _ .4 20t/oc=4-2 73=4-2 x(-)=-?(V)（2）再求等效电阻心将恒压源和恒流源除去，得电路如图。3翁2）43(Q)2+数Oa（3）由戴维南定理可知，有源二端网络等效为一个电压源，如图。2034+13 =2.867(A)1.1 4 电路如图1.12所示，试应用戴维南定理，求图中的电流解：（1）先计算开路电压，并 将3A、6 0电流源化成电压源，如下图。4Qe 3A 口收/小若一由于此电路仍为复杂电路，因此求开路电压仍可用所有分析计算方法计算，现用支路电流法进行求解，设各支路电流及参考方向如图所示。由K C L 和 K V L 得：4+-3=o6 7,-4/2=18-8=10也+囱=8解