湖北工業(yè)大學(xué)大二電氣工程自動(dòng)化專業(yè)電路原理試卷及答案3

1、最新大學(xué)考試必備復(fù)習(xí)資料湖北工業(yè)大學(xué)20xx - 20xx學(xué)年第 X學(xué)期«電路原理期末考試試卷(A卷)(時(shí)間120分鐘)年級(jí) 院系專業(yè) 姓名 學(xué)號(hào) 座位號(hào)一、填空題建議較易填空每空 0.5分，較難填空每空 1分1、 暫態(tài)是指從一種穩(wěn)態(tài)過渡到另一種穩(wěn)態(tài)所經(jīng)歷的過程。2、換路定律指出：在電路發(fā)生換路后的一瞬間，電感 元件上通過的電流和 電容 元件上的端電壓，都應(yīng)保持換路前一瞬間的原有值不變。3、換路前，動(dòng)態(tài)元件中已經(jīng)儲(chǔ)有原始能量。換路時(shí)，假設(shè)外鼓勵(lì)等于上，僅在動(dòng)態(tài)元件 原始能量作用下所引起的電路響應(yīng),稱為 零輸入響應(yīng)。4、只含有一個(gè)動(dòng)態(tài)元件的電路可以用一階微分方程進(jìn)行描述,因而稱作一階電

2、路。僅由外鼓勵(lì)引起的電路響應(yīng)稱為一階電路的零狀態(tài) 響應(yīng);只由元件本身的原始能量引起的響應(yīng)稱為一階電路的零輸入 響應(yīng);既有外鼓勵(lì)、又有元件原始能量的作用所引起的電路響應(yīng)叫做一階電路的全 響應(yīng)。5、一階RC電路的時(shí)間常數(shù) 7= RC : 一階RL電路的時(shí)間常數(shù) 聲 L/R 。時(shí)間常數(shù) 。的取值 決定于電路的結(jié)構(gòu) 和 電路參數(shù) 。6、一階電路全響應(yīng)的三要素是指待求響應(yīng)的初始 值、 穩(wěn)態(tài) 值和 時(shí)間常數(shù) 。7、二階電路過渡過程的性質(zhì)取決于電路元件的參數(shù)。當(dāng)電路發(fā)生非振蕩過程的“過阻尼狀態(tài)時(shí)，R > 2仁:當(dāng)電路出現(xiàn)振蕩過程的“欠阻尼狀態(tài)時(shí)， R < 2L :當(dāng)電路為臨界非振蕩過程的“臨界阻

3、尼'狀態(tài)時(shí)，R = 2心:R=0時(shí)，電路出現(xiàn)等幅 振蕩。8、在電路中，電源的突然接通或斷開，電源瞬時(shí)值的突然跳變，某一元件的突然接入或被移去等， 統(tǒng)稱為 換路。9、換路定律指出：一階電路發(fā)生的路時(shí)，狀態(tài)變量不能發(fā)生跳變。 該定律用公式可表示為 l(0+)= LL(0q 和 _uc(0+)= uc(0-)_。10、由時(shí)間常數(shù)公式可知，RC一階電路中，C 一定時(shí)，R值越大過渡過程進(jìn)行的時(shí)間就越 上；RL一階電路中，L一定時(shí)，R值越大過渡過程進(jìn)行的時(shí)間就越短。二、判斷以下說法的正確與錯(cuò)誤建議每題1分1、換路定律指出：電感兩端的電壓是不能發(fā)生躍變的，只能連續(xù)變化。X 2、換路定律指出：電容兩端

4、的電壓是不能發(fā)生躍變的，只能連續(xù)變化。V 3、單位階躍函數(shù)除了在 t=0處不連續(xù)，其余都是連續(xù)的。V4、一階電路的全響應(yīng)，等于其穩(wěn)態(tài)分量和暫態(tài)分量之和。V最新大學(xué)考試必備復(fù)習(xí)資料5、一階電路中所有的初始值，都要根據(jù)換路定律進(jìn)行求解。6、RL一階電路的零狀態(tài)響應(yīng), 7、RC一階電路的零狀態(tài)響應(yīng), 8、RL一階電路的零輸入響應(yīng), 9、RC一階電路的零輸入響應(yīng),Ul按指數(shù)規(guī)律上升, Uc按指數(shù)規(guī)律上升, Ul按指數(shù)規(guī)律衰減, Uc按指數(shù)規(guī)律上升,)按指數(shù)規(guī)律衰減。 ic按指數(shù)規(guī)律衰減。 L按指數(shù)規(guī)律衰減。 ic按指數(shù)規(guī)律衰減。xVVx 10、二階電路出現(xiàn)等幅振蕩時(shí)必有Xl=Xc,電路總電流只消耗在電

5、阻上。三、單項(xiàng)選擇題建議每題2分1、動(dòng)態(tài)元件的初始儲(chǔ)能在電路中產(chǎn)生的零輸入響應(yīng)中 BA、僅有穩(wěn)態(tài)分量B、僅有暫態(tài)分量C、既有穩(wěn)態(tài)分量，又有暫態(tài)分量2、在換路瞬間，以下說法中正確的選項(xiàng)是 A A、電感電流不能躍變B、電感電壓必然躍變C、電容電流必然躍變3、工程上認(rèn)為 R=25Q> L=50mH的串聯(lián)電路中發(fā)生暫態(tài)過程時(shí)將持續(xù) C A、3050ms B、37.562.5msC、610ms4、圖3.4電路換路前已達(dá)穩(wěn)態(tài)，在 t=0時(shí)斷開開關(guān)S,則該電路 C A、電路有儲(chǔ)能元件 L,要產(chǎn)生過渡過程B、電路有儲(chǔ)能元件且發(fā)生換路，要產(chǎn)生過渡過程C、因?yàn)閾Q路時(shí)元件L的電流儲(chǔ)能不發(fā)生變化，所不產(chǎn)生過渡過

6、程。5、圖3.5所示電路已達(dá)穩(wěn)態(tài)， 現(xiàn)增大R值，則該電路A、因?yàn)榘l(fā)生換路，要產(chǎn)生過渡過程B、因?yàn)殡娙軨的儲(chǔ)能值沒有變，所以不產(chǎn)生過渡過C、因?yàn)橛袃?chǔ)能元件且發(fā)生換路，要產(chǎn)生過渡過程6、圖3.6所示電路在開關(guān) S斷開之前電路已達(dá)穩(wěn)態(tài),將開關(guān)S斷開，則電路中 L上通過白電流iL(0 )為A、2AB、0AC、- 2A7、圖3.6所示電路，在開關(guān)S斷開時(shí)，電容CA、10VB、0 VC、按指數(shù)規(guī)律增加程設(shè)在t=0時(shí)兩端的電壓四、簡(jiǎn)答題建議每題35分1、何謂電路的過渡過程？包含有哪些元件的電路存在過渡過程？答：電路由一種穩(wěn)態(tài)過渡到另一種穩(wěn)態(tài)所經(jīng)歷的過程稱過渡過程，也叫"暫態(tài)。含有動(dòng)態(tài)元件的最新大學(xué)

7、考試必備復(fù)習(xí)資料電路在發(fā)生“換路時(shí)一般存在過渡過程。2、什么叫換路？在換路瞬間，電容器上的電壓初始值應(yīng)等于什么？答：在含有動(dòng)態(tài)元件 L和C的電路中，電路的接通、斷開、接線的改變或是電路參數(shù)、電源的突然 變化等，統(tǒng)稱為“換路。根據(jù)換路定律，在換路瞬間，電容器上的電壓初始值應(yīng)保持換路前一瞬 間的數(shù)值不變。3、在RC充電及放電電路中，怎樣確定電容器上的電壓初始值？答：在RC充電及放電電路中，電容器上的電壓初始值應(yīng)根據(jù)換路定律求解。4、“電容器接在直流電源上是沒有電流通過的這句話確切嗎？試完整地說明。答：這句話不確切。未充電的電容器接在直流電源上時(shí)，必定發(fā)生充電的過渡過程，充電完畢后， 電路中不再有電

8、流，相當(dāng)于開路。5、RC充電電路中，電容器兩端的電壓按照什么規(guī)律變化？充電電流又按什么規(guī)律變化？RC放電電路呢？答：RC充電電路中，電容器兩端的電壓按照指數(shù)規(guī)律上升，充電電流按照指數(shù)規(guī)律下降，RC放電電路，電容電壓和放電電流均按指數(shù)規(guī)律下降。6、RL一階電路與RC 一階電路的時(shí)間常數(shù)相同嗎？其中的R是指某一電阻嗎？答：RC一階電路的時(shí)間常數(shù) 百RC, RL 一階電路的時(shí)間常數(shù) =L/R ,其中的R是指動(dòng)態(tài)元件 C或L 兩端的等效電阻。7、RL 一階電路的零輸入響應(yīng)中，電感兩端的電壓按照什么規(guī)律變化？電感中通過的電流又按什么 規(guī)律變化？ RL 一階電路的零狀態(tài)響應(yīng)呢？答：RL 一階電路的零輸入響

9、應(yīng)中，電感兩端的電壓和電感中通過的電流均按指數(shù)規(guī)律下降；RL 一階電路的零狀態(tài)響應(yīng)中，電感兩端的電壓按指數(shù)規(guī)律下降，電壓事通過的電流按指數(shù)規(guī)律上升。8、通有電流的RL電路被短接，電流具有怎樣的變化規(guī)律？答：通過電流的 RL電路被短接，即發(fā)生換路時(shí)，電流應(yīng)保持換路前一瞬間的數(shù)值不變。9、試說明在二階電路中，過渡過程的性質(zhì)取決于什么因素？答：二階電路中，過渡過程的性質(zhì)取決于電路元件的參數(shù)：當(dāng)R>2JLTC時(shí)，電路“過阻尼；當(dāng)R<2J7C時(shí)，電路“欠阻尼；當(dāng) R=217C時(shí)，電路"臨界阻尼；當(dāng) R=0時(shí)，電路發(fā)生“等 幅振蕩'。10、怎樣計(jì)算RL電路的時(shí)間常數(shù)？試用物理

10、概念解釋：為什么 L越大、R越小則時(shí)間常數(shù)越大？ 答：RL電路的時(shí)間常數(shù)i=L/R。當(dāng)R 一定時(shí)，L越大，動(dòng)態(tài)元件對(duì)變化的電量所產(chǎn)生的自感作用越 大，過渡過程進(jìn)行的時(shí)間越長(zhǎng)；當(dāng) L 一定時(shí)，R越大，對(duì)一定電流的阻礙作用越大，過渡過程進(jìn)行 的時(shí)間就越長(zhǎng)。五、計(jì)算分析題 根據(jù)實(shí)際難度定分，建議每題在612分范圍1、電路如圖5.1所示。開關(guān)S在t=0時(shí)閉合。則iL0+為多大?iLt100QOwv100 QCl最新大學(xué)考試必備復(fù)習(xí)資料解：開關(guān)閉合前，Il(0-)=0,開關(guān)閉合電路發(fā)生換路時(shí)，根據(jù)換路定律可知，電感中通過的電流應(yīng)保持換路前一瞬間的數(shù)值不變，即iL(0+)= iL(0 )=0“1”和“ 2

11、”位置時(shí)的時(shí)間常數(shù)。解：開關(guān)S在位置"1"時(shí)，u=0.2/2=0.1ms;開關(guān)在位置"2"時(shí)，2Olv時(shí)將開關(guān)S 的電壓初始3、圖5.3所示電路換路前已達(dá)穩(wěn)態(tài)，在t=0斷開，試求換路瞬間各支路電流及儲(chǔ)能元件上 值。解：Uc(0-)=4V, uc(0+)=uc(0 )=4Vii(0+)= ic(0+)=(6-4)/2=1Ai2(0+)=0 4、求圖5.3所示電路中電容支路電流的全響應(yīng)。解：換路后的穩(wěn)態(tài)值：Uc(oo)6V,時(shí)間常數(shù) 卞RC=1的所以電路全響應(yīng)：uc(t)=uc( 9uc(0+) uc( ooe-t/ =6-2e-1000000tv第1章試題

12、庫(kù)一、填空題建議較易填空每空 0.5分，較難填空每空 1分1、一系列 最大值不同, 頻率 成整數(shù)倍的正弦波,疊加后可構(gòu)成一個(gè) 非正弦周期波。2、與非正弦周期波頻率相同的正弦波稱為非正弦周期波的基波;是構(gòu)成非正弦周期波的根本成分；頻率為非正弦周期波頻率奇次倍的疊加正弦波稱為它的奇 次諧波;頻率為非正弦周期波頻率偶次倍的疊加正弦波稱為它的偶次諧波。3、一個(gè)非正弦周期波可分解為無限多項(xiàng)諧波 成分.這個(gè)分解的過程稱為諧波 分析.其數(shù)學(xué)根底是傅里葉級(jí)數(shù)。4、所謂諧波分析，就是對(duì)一個(gè)波形 的非正弦周期信號(hào),找出它所包含的各次諧波分量的振幅和 頻率，寫出其傅里葉級(jí)數(shù)表達(dá)式的過程。5、方波的諧波成分中只含有正

13、弦 成分的各 次諧波。6、如果非正弦波的后半周與波形的前半周具有鏡象 對(duì)稱關(guān)系,就具有奇次對(duì)稱性，具有奇次對(duì)稱性的周期信號(hào)只具有奇 次諧波成分,不存在 直流 成分和 偶 次諧波成分,其波形對(duì) 原點(diǎn)對(duì)稱。7、假設(shè)非正弦周期信號(hào)波形的后半周完全重復(fù)前半周的變化，就具有偶 次對(duì)稱性,這種非正弦波除了含有 直流 成分以外,還包含一系列的偶 次諧波,這種特點(diǎn)的非正弦波的波形對(duì)最新大學(xué)考試必備復(fù)習(xí)資料8、頻譜是描述非正弦周期波特性的一種方式，一定形狀的波形與一定結(jié)構(gòu)的頻譜 相對(duì)應(yīng)。非正弦周期波的頻譜是 離散 頻譜。9、非正弦周期量的有效值與正弦量的有效值定義相同,但計(jì)算式有很大差異，非正弦量的有效值等于它

14、的各次 諧波 有效值的 平方和 的開方。10、只有 同頻率 的諧波電壓和電流才能構(gòu)成平均功率,不同頻率 的電壓和電流是不能產(chǎn)生平均功率的。數(shù)值上，非正弦波的平均功率等于它的各次諧波單獨(dú)作用時(shí) 所產(chǎn)生的平均功率之和。二、判斷以下說法的正確與錯(cuò)誤建議每題1分1、非正弦周期波各次諧波的存在與否與波形的對(duì)稱性無關(guān)。x 2、正確找出非正弦周期量各次諧波的過程稱為諧波分析法。V 3、具有偶次對(duì)稱性的非正弦周期波，其波形具有對(duì)坐標(biāo)原點(diǎn)對(duì)稱的特點(diǎn)。X 4、方波和等腰三角波相比，含有的高次諧波更加豐富。V 5、方波和等腰三角波相比，波形的平滑性要比等腰三角波好得多。X 6、非正弦周期量的有效值等于它各次諧波有效

15、值之和。X 7、非正弦周期量作用的電路中，電感元件上的電流波形平滑性比電壓差。X 8、非正弦周期量作用的線性電路中具有疊加性。V 9、非正弦周期量作用的電路中，電容元件上的電壓波形平滑性比電流好。V 10、波形因數(shù)是非正弦周期量的最大值與有效值之比。X 三、單項(xiàng)選擇題建議每題2分1、任意給出幾種常見的非正弦周期信號(hào)波形圖，你能否確定其傅里葉級(jí)數(shù)展開式中有無恒定分量 B A、不能B、能C、不確定2、某方波信號(hào)的周期 T=53，則此方波的三次諧波頻率為 C A、106HzB、2X106HzC、6X105Hz3、周期性非正弦波的傅里葉級(jí)數(shù)展開式中，諧波的頻率越高，其幅值越B A、大B、小C、無法判斷

16、4、一個(gè)含有直流分量的非正弦波作用于線性電路，其電路響應(yīng)電流中A A、含有直流分量B、不含有直流分量C、無法確定是否含有直流分量5、非正弦周期量的有效值等于它各次諧波 B 平方和的開方。A、平均值B、有效值C、最大值6、非正弦周期信號(hào)作用下的線性電路分析，電路響應(yīng)等于它的各次諧波單獨(dú)作用時(shí)產(chǎn)生的響應(yīng)的 B 的疊加。A、有效值B、瞬時(shí)值C、相量7、一非正弦電流i(t) (10 10V2 sin 2 t)A,它的有效值為 B 最新大學(xué)考試必備復(fù)習(xí)資料A、20%；'2 AB、10&AC、20 A8、基波的頻率為120Hz,則該非正弦波的三次諧波頻率為 A A、 360HzB、 300

17、HzC、 240Hz四、簡(jiǎn)答題建議每題35分1、什么叫周期性的非正弦波，你能舉出幾個(gè)實(shí)際中的非正弦周期波的例子嗎？答：周而復(fù)始地重復(fù)前面循環(huán)的非正弦量均可稱為周期性非正弦波，如等腰三角波、矩形方涉及半 波整流等。2、周期性的非正弦線性電路分析計(jì)算步驟如何，其分析思想遵循電路的什么原理？答：周期性的非正弦線性電路的分析步驟為：根據(jù)傅里葉級(jí)數(shù)展開式分項(xiàng)，求解各次諧波單獨(dú)作用時(shí)電路的響應(yīng)；求解直流諧波分量的響應(yīng)時(shí)，遇電容元件按開路處理，遇電感元件按短路處理；求正弦分量的響應(yīng)時(shí)按相量法進(jìn)行求解，注意對(duì)不同頻率的諧波分量，電容元件和電感元件上所呈現(xiàn)的容抗和感抗各不相同，應(yīng)分別加以計(jì)算；用相量分析法計(jì)算出

18、來的各次諧波分量的結(jié)果一般是用復(fù)數(shù)表示的，不能直接進(jìn)行疊加，必須要 把它們化為瞬時(shí)值表達(dá)式后才能進(jìn)行疊加。周期性非正弦線性電路分析思想遵循線性電路的疊加定理。3、非正弦周期信號(hào)的諧波分量表達(dá)式如何表示？式中每一項(xiàng)的意義是什么？答：非正弦周期信號(hào)的諧波分量表達(dá)式是用傅里葉級(jí)數(shù)展開式表示的，式中的每一項(xiàng)代表非正弦量 的一次諧波。4、何謂基波？何謂高次諧波？什么是奇次諧波和偶次諧波？答：頻率與非正弦波相同的諧波稱為基波，它是非正弦量的根本成分；二次以上的諧波均稱為高次 諧波；諧波頻率是非正弦波頻率的奇數(shù)倍時(shí)稱為奇次諧波；諧波頻率是非正弦波頻率的偶數(shù)倍時(shí)稱 為偶次諧波。5、能否認(rèn)性地說出具有奇次對(duì)稱性

19、的波形中都含有哪些諧波成分？答：具有奇次對(duì)稱性的非正弦周期波中，只具有奇次諧波成分，不存在直流成分及偶次諧波成分。6、“只要電源是正弦的，電路中各局部電流及電壓都是正弦的說法對(duì)嗎？為什么？答：說法不對(duì)！電源雖然是正弦的，但是如果電路中存在非線性元件，在非線性元件上就會(huì)出現(xiàn)非 正弦響應(yīng)。7、波形的平滑性對(duì)非正弦波諧波有什么影響？為什么？答：非正弦波所包含的高次諧波的幅度是否顯著，取決于波形的平滑性，因此波形的平滑性對(duì)非正 弦波諧波影響很大。如穩(wěn)恒直流電和正弦波，平滑性最好，不含有高次諧波；而方波和尖脈沖波， 由于平滑性極差而含有豐富的高次諧波。最新大學(xué)考試必備復(fù)習(xí)資料8、非正弦波的“峰值越大，有

20、效值也越大的說法對(duì)嗎？試舉例說明。答：這種說法對(duì)正弦量是對(duì)的，對(duì)非正弦量就不對(duì)。例如一個(gè)方波的峰值和等腰三角波的峰值相比, 如果等腰三角波的峰值大于方波，但等腰三角波的有效值不一定比方波大。五、計(jì)算分析題 根據(jù)實(shí)際難度定分，建議每題在612分范圍1 、 圖 5.1 所示電路，R=20 Q ,«L=20 Q ,u(t) (25 100V2 sin t 25<2sin2 t 10d2sin3 t)V ,求電流 的有效值及電路消耗的平均功率。解：直流分量單獨(dú)作用時(shí)：I 25/20 1.25A基波單獨(dú)作用時(shí)：I1 1003.536A收02 20225二次諧波單獨(dú)作用時(shí)：2 L 40|2

21、 250.559A炎02 40210三次諧波單獨(dú)作用時(shí)：3 L 60 I3 100.158A<202602所以電流的有效值：I 1.252 3.5362 0.5592 0.15823.795A直流分量功率：Po=25X一次諧波功率：P12 X 10 450W二次諧波功率：P22X 20 "三次諧波功率：P32 X 20"電路消耗的平均功率：P31.25+250+6.25+0.5=288W2、電路如圖 5.2所示，R=20 ，基波 4=10/3" u(t)求電流的i(t)及電感兩端電壓ul的諧波表達(dá)式。解：直流分量單獨(dú)作用時(shí)：I 200/20 10A三次諧波單獨(dú)作用時(shí)： 3coL=10 Q 1/3«0=20 QZ320 j10( j20)20