第5章 习题解答
第5章习题解答
第5章汇编语言程序设计习题参考答案1．(1) BUFF DB 240 DUP(?)(2) xx DB “BYTE”，”WORD”2．：0000H，则内存分配如下：V AR1V AR2V AR3V AR4V AR53．(1) 段的类型：段的类型有4种，分别是代码段、数据段、堆栈段和附加段。
(2) 段的定义：定义段使用伪指令SEGMENT/ENDS来定义的。
即：段名SEGMENT [定位类型] [组合类型] […类别‟]……段名ENDS(3) 选项的作用和含义：定位类型：告诉汇编程序如何确定逻辑段的边界在存储器的位置，共有4种。
①BYTE：表示逻辑段从字节的边界开始，即本段的起始地址紧接前一段。
②WORD：表示逻辑段从字的边界开始，即本段的起始地址必须是偶数。
③PARA：表示逻辑段从节的边界开始，即本段的起始地址后4位为0。
④PAGE：表示逻辑段从节的边界开始，即本段的起始地址后8位为0。
组合类型：告诉汇编程序当装入存储器时各个逻辑段如何进行组合，共有6种。
①不组合：如果缺省，则不组合。
② PUBLIC：对于不同逻辑段只要有相同段名就把他们集中成一段装入内存。
③ STACK：同PUBLIC相同，但仅限于堆栈段。
④ COMMON：对于不同逻辑段若有相同的段名，则都从同一地址装入。
⑤ MENORY：表示在几个逻辑段连接时，本段定位在地址最高的地方。
⑥ AT 表达式：表示以表达式的值来定位段地址。
‘类别’：在连接时决定各逻辑段的装入顺序。
4. 假设程序中有4个不同类型的段，则名为initprogram宏指令的宏定义如下：initprogram MACRO csname，dsname，esname，ssnameASSUME CS:csname，DS:dsname，ES:esname，SS:ssnameSTART: MOV AX，dsnameMOV DS，AXMOV AX，esnameMOV ES，AXMOV AX，ssnameMOV SS，AXENDM5．假设需传送的数据块为字节数据块，则名为Datastranaction宏指令的宏定义如下：Datastranaction MACRO buffer1，buffer2，lengthLEA SI，buffer1LEA DI，buffer2MOV CX，lengthCLDREP MOVSBENDM6．有效地指令为：(2)、(5)、(9)无效的指令为：(1) 数据类型不一致(3) 两个操作数不能同时为存储器操作数(4) CS不能作为目的操作数(6) 不能用两个变址寄存器作有效地址分量(7) 一个操作数不能是两个变量名的表达式(8) 基址和变址只能相加不能相减(10) 目的操作数不能是立即数(11) 在有效地址中不能减基址或变址严格地说：(9)也不对，因为没有指出存储器的数据类型，即操作数类型不明确。
第5章习题解答
第5章习题解答1. 解：Q235钢，m l 5.5=荷载标准值：m kN q k /5.34245.10=+= 荷载设计值：m kN q /2.46244.15.102.1=⨯+⨯=弯矩设计值：m kN ql M x ⋅=⨯⨯==69.1745.52.46818122（1）假定梁的受压翼缘设置可靠的侧向支承，可以保证梁的整体稳定由抗弯强度要求的截面模量为：3361082.77321505.11069.174mm f M W x x nx ⨯=⨯⨯==γ查型钢表选用I36a ，截面几何特性：3878cm W x =，415796cm I x =，质量m kg q /0.60= 强度验算：22326/215/44.1921087805.18/55002.16.01069.174mm N f mm N W M nx x x =<=⨯⨯⨯⨯+⨯=γ 满足要求。
挠度验算：[]2501428110157961006.25500)6.05.34(384538454533=<=⨯⨯⨯⨯+⨯=⋅=l EI l q l x kx υυ满足要求。
故选用此截面。
（2）假定梁的受压翼缘无可靠的侧向支承按整体稳定确定梁截面假定工字钢型号在I45～I63之间，均布荷载作用在梁上翼缘，自由长度m l 5.51=，由附表3-2查政体稳定系数6.0660.0>=b ϕ，所以643.0660.0282.007.1282.007.1=-=-='bbϕϕ所需毛截面抵抗矩：3361063.1263215643.01069.174mm f M W b x nx ⨯=⨯⨯='=ϕ查型钢表选用I45a ，截面几何特性：31433cm W x =，432241cm I x =，质量m kg q /4.80=强度验算：22326/215/52.11810143305.18/55002.1804.01069.174mm N f mm N W M nx x x =<=⨯⨯⨯⨯+⨯=γ满足要求。
无机化学习题解答第五章
第五章氧化-还原反应无机化学习题解答（5）思考题1．什么是氧化数如何计算分子或离子中元素的氧化数氧化数是某一原子真实或模拟的带电数。
若某一原子并非真实得到若失去电子而带电荷，可以认为得到与之键合的电负性小于它的原子的电子或给予与之键合的电负性大于它的原子电子，然后计算出来的带电情况叫氧化数。
已知其他原子的氧化数，求某一原子的氧化数时可用代数和的方法，中性分子总带电数为零；离子总带电数为离子的电荷。
2．指出下列分子、化学式或离子中划线元素的氧化数：As2O3 KO2 NH4+ Cr2O72- Na2S2O3 Na2O2 CrO5 Na2PtCl6 N2H2 Na2S52．As2O3 +3，KO2 +1，NH4+ -3，Cr2O72-+3，Na2S2O3 +2，Na2O2 -1，CrO5 +10，Na2PtCl6 +4，N2H2 -1，Na2S5 -2/5，3．举例说明下列概念的区别和联系：⑴氧化和氧化产物⑵还原和还原产物⑶电极反应和原电池反应⑷电极电势和电动势3．⑴氧化是失去电子氧化数升高，所得氧化态较高产物即为氧化产物。
⑵还原是得到电子氧化数降低，所得氧化态较较产物即为还原产物。
⑶在某个电极上发生的反应为电极反应，分为正极的还原反应和负极的氧化反应，总反应为原电池反应。
⑷固体电极材料与所接触的溶液间的电势差即为该原电池的电极电势。
两电极构成原电池时两电极间的电势差为该原电池的电动势。
4．指出下列反应中何者为氧化剂，它的还原产物是什么何者为还原剂，它的氧化产物是什么⑴2FeCl3+Cu→FeCl2+CuCl2⑵Cu+CuCl2+4HCl→2H2[CuCl3]⑶Cu2O+H2SO4→Cu+CuSO4+H2O4．⑴氧化剂：FeCl3，还原产物：FeCl2，还原剂：Cu，氧化产物：CuCl2。
⑵氧化剂：CuCl2，还原产物：2H2[CuCl3]，还原剂：Cu，氧化产物：2H2[CuCl3]。
⑶氧化剂：Cu2O，还原产物：Cu，还原剂：Cu2O，氧化产物：CuSO4。
自动控制原理_第5章习题解答-
第5章频率特性法教材习题同步解析一放大器的传递函数为：G (s )=1+Ts K测得其频率响应，当ω=1rad/s 时，稳态输出与输入信号的幅值比为12/2，稳态输出与输入信号的相位差为－π/4。
求放大系数K 及时间常数T 。
解：系统稳态输出与输入信号的幅值比为A ==222172K T ω=+ 稳态输出与输入信号的相位差arctan 45T ϕω=-=-︒，即1T ω=当ω=1rad/s 时，联立以上方程得T =1，K =12放大器的传递函数为：G (s )=121s +已知单位负反馈系统的开环传递函数为5()1K G s s =+ 根据频率特性的物理意义，求闭环输入信号分别为以下信号时闭环系统的稳态输出。
（1）r （t ）=sin （t +30°）； （2）r （t ）=2cos （2t －45°）；（3）r （t ）= sin （t +15°）－2cos （2t －45°）； 解：该系统的闭环传递函数为65)(+=Φs s 闭环系统的幅频特性为365)(2+=ωωA闭环系统的相频特性为6arctan )(ωωϕ-=（1）输入信号的频率为1ω=，因此有37375)(=ωA ，()9.46ϕω︒=- 系统的稳态输出537()sin(20.54)37ss c t t ︒=+ （2）输入信号的频率为2ω=，因此有10()A ω=，()18.43ϕω︒=- 系统的稳态输出10()cos(263.43)2ss c t t ︒=- （3）由题（1）和题（2）有对于输入分量1：sin （t +15°），系统的稳态输出如下5371()sin( 5.54)37ss c t t ︒=+ 对于输入分量2：－2cos （2t －45°），系统的稳态输出为102()cos(263.43)ss c t t ︒=-- 根据线性系统的叠加定理，系统总的稳态输出为)4363.632cos(210)537.5sin(37375)(︒︒--+=t t t c ss绘出下列各传递函数对应的幅相频率特性与对数频率特性。
大学物理基础教程答案第05章习题分析与解答
5-1 若理想气体的体积为V ,压强为p ，温度为T ，一个分子的质量为m ，k 为玻尔兹曼常数，R 为摩尔气体常数，则该理想气体的分子数为（ ）。
（A ）PV m （B ）PV kT （C ）PV RT （D ） PVmT解：由N p nkT kT V ==得，pVN kT=,故选B 5-2 两个体积相同的容器，分别储有氢气和氧气（视为刚性气体），以1E 和2E 分别表示氢气和氧气的内能，若它们的压强相同，则（ ）。
（A ）12E E = （B ）12E E > （C ）12E E < （D ） 无法确定 解：pV RT ν=，式中ν为摩尔数，由于两种气体的压强和体积相同，则T ν相同。
又刚性双原子气体的内能52RT ν,所以氢气和氧气的内能相等，故选A 5-3 两瓶不同种类的气体，分子平均平动动能相同，但气体分子数密度不同，则下列说法正确的是（ ）。
（A ）温度和压强都相同 （B ）温度相同，压强不同 （C ）温度和压强都不同（D ）温度相同，内能也一定相等解：所有气体分子的平均平动动能均为32kT ，平均平动动能相同则温度相同，又由p nkT =可知，温度相同，分子数密度不同，则压强不同，故选B5-4 两个容器中分别装有氦气和水蒸气，它们的温度相同，则下列各量中相同的量是（ ）。
（A ）分子平均动能 （B ）分子平均速率 （C ）分子平均平动动能 （D ）最概然速率解：分子的平均速率和最概然速率均与温度的平方根成正比，与气体摩尔质量的平方根成反比，两种气体温度相同，摩尔质量不同的气体，所以B 和D 不正确。
分子的平均动能2i kT ε=,两种气体温度相同，自由度不同，平均动能则不同，故A 也不正确。
而所有分子的平均平动动能均为k 32kT ε=,只要温度相同，平均平动动能就相同，如选C 5-5 理想气体的压强公式 ，从气体动理论的观点看，气体对器壁所作用的压强是大量气体分子对器壁不断碰撞的结果。
第五章 习题解答
答：包括以下三个过程：
1热流体以对流传热方式将热量传给管内壁
2热量由内壁面以热传导方式传给外壁面
3热量由外壁面以对流传热的方式传给冷流体
6.简述何谓强化传热？有哪三个主要途径？
答：强化传热是指提高冷热流体间的传热速率。
1增大总传热系数K，这是强化传热的重点。
5.对流传热速率方程的表达式为，其中温度差代表。
流体与壁面（或反之）间温度差的平均值
6.在间壁式换热器中，间壁两边流体都变温时，两流体的流动方向有、、和四种。
并流逆流错流折流
7.对流传热系数的主要影响因素有（1）（2）（3）（4）（5）。
1、流体的种类和相变化的情况2、流体的性质3、流体流动的状态
4、流体流动的原因5、穿热面的形状、分布和大小
已知 ，故
（2）当导热系数小的材料包在里层时，热损失 为：
（3）当导热系数大的材料包在里层时，热损失 为：
（4）可求出： ，说明在圆筒壁当采用两种以上材料保温时，为减少热损失，应将 小的材料包在里层为好。
5.求绝压为140 ，流量为1000 的饱和水蒸汽冷凝后并降温到60℃时所放出的热量。用两种方法计算并比较结果。已知140 水蒸汽的饱和温度为109.2℃，冷凝热为2234.4 ，焓为2692.1 ；60℃的水的焓为251.21 。
解：（1）第一种方法
（2分）
（2）第二种方法
①冷凝水的平均温度为 （1分）
查出84.6℃下的水的比热容为： （1分）
②水蒸气冷凝并降温放出的热量为：
计算表明两种方法结果一样，但是第一种方法较简单。（1分）
6.将0.417 、80℃的有机苯，通过一换热器冷却到40℃；冷却水初温为30℃，出口温度不超过35℃。假设热损失可略，已查出在平均温度下，硝基苯和水的比热容分别为1.6 。求：（1）冷却水用量 ？
第5章 习题解答
− e− j3ω )
(d) f4 (t) = − f1(t −1) − f1(t − 3) = − f2 (t)
所以
F4 ( jω)
=
−Sa 2 (ω )(e− jω 2
+ e − j3ω )
5-3 试写出下列信号的频谱函数, ω 0 为常数。 (1) f (t) = sin ω0t + cosω0 (t − t0 ) (2) f (t) = e−2t cosω0t ⋅ u(t)
∫0
(6) F{e−αtu(−t)} = e−αte− jωtdt = −
1
, α <0
−∞
α + jω
(7) f (−5t) ↔ 1 F (− j ω ) , f (5 − 5t) = f (−5(t −1)) ↔ 1 F (− j ω )e− jω
5
5
5
5
(8)
F{(t − 2) f (t)} =
(b) fb (t) = 2u(−t) + 2 p1 (t − 0.5) + p1 (t −1.5)
所以
Fb ( jω) = 2(πδ (ω) −
1 ) + 2Sa(ω / 2)e− j0.5ω + Sa(ω / 2)e− j1.5ω jω
(c) f (t) = 2 p1 (t − 0.5) + p1 (t −1.5) 所以 F ( jω) = 2Sa(ω / 2)e− j0.5ω + Sa(ω / 2)e− j1.5ω
所以
F3 (
jω)
=
F(
jω)e− jω
+
F1(
jω)e jω
=
F(
jω)e− jω
第五章 习题解答
Q = ΔU −W = 2090 − (−52.8) = 2143(J)
（c） ΔU , ΔH 同（a）。W = 0 看作向真空膨胀。 Q = ΔU = 2090 (J)
（2）该过程实为部分水蒸气液化的可逆相变过程。
W
=
− p (V2
−V1 )
=
− p( m ρg
− V1 )
=
−101325
×
⎛ ⎜ ⎝
解：先看理想气体：
( ) ΔS = nRT ln
p1 p2
=
8.314
×
300
ln
105 106
= −19.14
J ⋅ K-1
4
ΔA = ΔU − Δ (TS ) = 0 − (−19.14× 300) = 5743(J)
ΔG = ΔH − Δ (TS ) = 0 − (−19.14× 300) = 5743(J)
/
J·mol-1
S
O m
/
J·K-1·mol-1
Cp,m / J·K-1·mol-1
Sn（白锡）
0
52.30
26.15
Sn（灰锡）
-2197
解：计算
10℃时白锡转化为灰锡的
Δ
GΟ
trs m
。
44.76
25.73
( ) ( ) ∫ Δ
trs
H
O m
T
=
Δ trs
H
O m
298.15K +
T
298.15K ΔtrsC p,mdT
2
解：水物质的量： n = pV = 50.663×103 ×100×10−3 = 1.6377 (mol)
第五章习题解答
习 题 五1. 设V 是数域F 上向量空间，假如V 至少含有一个非零向量α，问V 中的向量是有限多还是无限多？有没有n (n ≥ 2)个向量构成的向量空间？ 解 无限多；不存在n (n ≥ 2)个向量构成的向量空间(因为如果F 上一个向量空间V 含有至少两个向量, 那么V 至少含有一个非零向量α , 因此V 中含有α , 2α , 3α , 4α , …,这无穷多个向量互不相等,因此V 中必然含有无穷多个向量).2. 设V 是数域F 上的向量空间，V 中的元素称为向量，这里的向量和平面解析几何中的向量α，空间解析几何中的向量β有什么区别？解 这里的向量比平面中的向量意义广泛得多,它可以是多项式,矩阵等,不单纯指平面中的向量.3. 检验以下集合对所指定的运算是否构成数域F 上的向量空间.（1）集合：全体n 阶实对称矩阵；F ：实数域；运算：矩阵的加法和数量乘法；（2）集合：实数域F 上全体二维行向量；运算： (a 1, b 1)+ (a 2, b 2)＝(a 1＋a 2, 0) k • (a 1, b 1)＝(ka 1, 0)（3）集合：实数域上全体二维行向量；运算： (a 1, b 1)+ (a 2, b 2)＝(a 1＋a 2, b 1＋b 2)k •( a 1, b 1)＝(0, 0)解 (1) 是; (2) 不是(因为零向量不唯一);(3) 不是(不满足向量空间定义中的(8)).4. 在向量空间中，证明，(1) a (－α)=－a α=(－a ) α ,(2) (a -b )α＝a α－b α ,a ,b 是数，α是向量.证明 (1) a a a a =+-=+-))(()(αααα 0= 0ααa a -=-∴)(又 ==+-=+-a a a a a 0))(()(ααα 0ααa a -=-∴)(综上, .)()(αααa a a -=-=-(2) ααααααb a b a b a b a -=-+=-+=-)())(()(.5. 如果当k 1＝k 2＝…＝k r ＝0时，k 1α1＋k 2α2＋…＋k r αr ＝0, 那么α1, α2, …, αr 线性无关. 这种说法对吗？为什么?解 这种说法不对. 例如设α1=(2,0, -1), α2=(-1,2,3), α3=(0,4,5), 则0α1+0α2+0α3=0. 但α1, α2, α3线性相关, 因为α1+2α2－α3=0.6. 如果α1, α2, …, αr 线性无关，而αr ＋1不能由α1, α2, …, αr 线性表示，那么α1, α2,…, αr , αr ＋1线性无关. 这个命题成立吗？为什么？ 解 成立. 反设α1, α2,…, αr , αr ＋1线性相关,由条件α1, α2, …, αr 线性无关知αr ＋1一定能由α1, α2, …, αr 线性表示,矛盾.7. 如果α1, α2, …, αr 线性无关，那么其中每一个向量都不是其余向量的线性组合. 这种说法对吗？为什么？解 对. 反设 αi = k 1α1+k 2α2+…k i -1αi-1+k i+1αi ＋1 +…+k r αr ,则 k 1α1+k 2α2+…k i -1αi-1+(－1) αi +k i+1αi ＋1 +…+k r αr =0. 由于－1≠0, 故α1, α2, …, αr 线性相关.8. 如果向量α1, α2, …, αr 线性相关，那么其中每一个向量都可由其余向量线性表示. 这种说法对吗？为什么？解 不对. 设α1=(1,0) , α2=(2,0) , α3=(0,1) , 则α1, α2, α3线性相关, 但α3不能由α1, α2线性表示.9. 设α1＝ (1, 0, 0), α2＝ (1, 2, 0), α3＝(1, 2, 3)是F 3中的向量，写出α1, α2, α3的一切线性组合. 并证明F 3中的每个向量都可由{α1, α2, α3}线性表示.解 k 1α1+k 2α2+k 3α3 k 1, k 2 , k 3∈F .设k 1α1+k 2α2+k 3α3=0,则有⎪⎩⎪⎨⎧==+=++030220332321k k k k k k , 解得 k 1= k 2 =k 3=0.故α1, α2, α3线性无关.对任意(a,b,c)∈F 3, (a,b,c)=3213)32())322((αααc c b c ba +-+--,所以F 3中的每个向量都可由{α1, α2, α3}线性表示.10. 下列向量组是否线性相关(1) α1＝ (1, 0, 0), α2＝ (1, 1, 0), α3＝(1, 1, 1)；(2) α1＝(3, 1, 4), α2＝(2, 5, -1), α3＝(4, -3, 7).解 (1) 线性无关; (2) 线性无关.11. 证明，设向量α1, α2, α3线性相关，向量α2, α3, α4线性无关，问：(1) α1能否由α2, α3线性表示？说明理由；(2) α4能否由α1, α2, α3线性表示？说明理由.解 (1)因为α2, α3线性无关而α1, α2, α3线性相关,所以α1能由α2, α3线性表示;(2)反设α4能由α1, α2, α3线性表示,但α1能由α2, α3线性表示,故α4能由α2, α3线性表示,这与α2, α3, α4线性无关矛盾,所以α4不能由α1, α2, α3线性表示.12. 设α1＝ (0, 1, 2), α2＝ (3, －1, 0), α3＝(2, 1, 0)，β1＝ (1, 0, 0), β2＝ (1, 2, 0), β3＝(1, 2, 3)是F 3中的向量. 证明，向量组{α1, α2, α3}与{β1, β2, β3}等价.证明 (β1, β2, β3)=(321,,εεε)A(α1, α2, α3)= (321,,εεε)B其中A=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛300220111, B=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-002111230.易验证A , B 均可逆, 这样 (β1, β2, β3) = (α1, α2, α3 )(B -1A )(α1, α2, α3) = (β1, β2, β3)(A -1B ) ,故向量组{α1, α2, α3}与{β1, β2, β3}等价.13. 设数域F 上的向量空间V 的向量组{α1, α2, …, αs }线性相关，并且在这个向量组中任意去掉一个向量后就线性无关. 证明，如果∑=s i i ik 1α＝0 (k i ∈F )，那么或者k 1＝k 2＝…＝k s ＝0, 或k 1，k 2，…，k s 全不为零.证明 由条件∑=s i i ik 1α＝0 (k i ∈F )知k i αi = - (k 1α1+k 2α2+…k i -1αi-1+k i+1αi ＋1 +…+k s αs ) （*）(1) 当k i =0时,（*)式左边等于零,故k 1α1+k 2α2+…k i -1αi-1+k i+1αi ＋1 +…+k s αs =0. 由于这s -1个向量线性无关,所以k 1＝k 2＝…＝k s ＝0.(2) 当k i ≠0时, αi = -ik 1(k 1α1+k 2α2+…k i -1αi-1+k i+1αi ＋1 +…+k s αs ),下证对于任意i j s j ≠∈},,2,1{ 时k j ≠0. 反设k j =0, 则αi 可由s -2个向量线性表示.这与任意s -1个向量线性无关矛盾,所以此时k 1,k 2，…，k s 全不为零.14. 设α1＝(1, 1), α2＝(2, 2), α3＝(0, 1) , α4＝(1, 0)都是F 2中的向量. 写出{α1, α2, α3, α4}的所有极大无关组.解 α1, α3 ; α1, α4 ; α2 ,α3 ; α2 ,α4 ; α3 ,α4 .15. 设A 1＝⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-2001,A 2＝⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-0021, A 3＝⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛0120,A 4＝⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-2142∈M 2×2(F ). 求向量空间M 2×2(F )中向量组{A 1, A 2,A 3, A 4}的秩及其极大无关组. 解 秩{A 1, A 2,A 3, A 4}=3, {A 1, A 2,A 3}是向量组{A 1, A 2, A 3, A 4}的一个极大无关组.16．设由F 4中向量组｛α1=(3，1，2，5)，α2＝(1，1，1，2)，α3＝(2，0，1，3)，α4 =(1，－1，0，1)，α5 =(4，2，3，7)｝. 求此向量组的一个极大无关组.解 (α1,α2,α3,α4,α5)= (4321,,,εεεε)A , 其中A=⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-71325301122101141213, 则秩A =2. 又(α1,α2 )= (4321,,,εεεε)B , 其中B =⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛25121113. 秩B =2, 故{α1,α2}线性无关, 它是向量组{α1,α2,α3,α4,α5}的一个极大无关组.17. 证明，如果向量空间V 的每一个向量都可以唯一表成V 中向量α1, α2, …, αn 的线性组合，那么dim V ＝n .证明 由条件零向量可唯一的表示成α1, α2, …, αn 的线性组合, 这说明α1, α2, …, αn 线性无关, 故可作为V 的基, 从而dim V ＝n .18. 设β1, β2，…，βn 是F 上n (>0)维向量空间V 的向量，并且V 中每个向量都可以由β1, β2，…，βn 线性表示. 证明, {β1, β2，…，βn }是V 的基.证明 由条件标准正交基{ e 1, e 2, …,e n }可由β1, β2，…，βn 线性表示, 反过来β1, β2，…，βn 又可由{ e 1, e 2, …,e n }线性表示,所以{ e 1, e 2, …,e n }和{β1, β2，…，βn }等价. 由{ e 1, e 2, …,e n }线性无关知{β1, β2，…，βn }线性无关,又因V 中每个向量都可以由β1, β2，…，βn 线性表示, 由基的定义知{β1, β2，…，βn }是V 的基.19. 复数集C 看作实数域R 上的向量空间（运算: 复数的加法，实数与复数的乘法）时，求C 的一个基和维数.解 基为{1, i }； dim C ＝2.20. 设V 是实数域R 上全体n 阶对角形矩阵构成的向量空间（运算是矩阵的加法和数与矩阵的乘法）. 求V 的一个基和维数.解 基为E ii (i =1,2, …,n )； dim V ＝n .21. 求§5.1中例9给出的向量空间的维数和一个基.解 任意一个不等于1的正实数都可作为V 的基； dim V ＝1.22. 在R 3中，求向量α＝(1, 2, 3)在基ε1＝(1, 0, 0)，ε2＝(1, 1, 0)，ε3＝(1, 1, 1)下的坐标.解 (-1,-1,3)T .23. 求R 3中由基{α1, α2, αs }到基{β1, β2, β3 }的过渡矩阵，其中α1＝(1, 0, -1), α2＝(-1, 1, 0), α3＝(1, 2, 3)，β1＝(0, 1, 1), β2＝(1, 0, 1), β3＝(1, 1, 1).解 所求过渡矩阵为⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-32204230061. 24. 设{α1, α2,…, αn }是向量空间V 的一个基，求由这个基到基{α3, α4, …, αn ，α1, α2}的过渡矩阵.解 所求过渡矩阵为⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-0022n I I . 25. 已知F 3中向量α关于标准基ε1＝(1, 0, 0)，ε2＝(0, 1, 0) ，ε3＝(0, 0, 1)的坐标是(1, 2, 3)，求α关于基β1＝(1, 0, 1), β2＝(0, 1, 1), β3＝(1, 1, 3)的坐标.解 (1,2,0)T .26. 判断R n 的下列子集哪些是子空间(其中R 是实数域，Z 是整数集).(1) {(a 1, 0, …, 0, a n )| a 1, a n ∈R };(2) {(a 1, a 2, …, a n )|∑==ni i a 10，a 1, a 2, …, a n ∈R };(3) {(a 1, a 2, …, a n )|a i ∈Z , i ＝1, 2, …, n };解 (1) 是; (2) 是; (3) 不是(数乘不封闭).27. 设V 是一个向量空间，且V ≠{0}. 证明，V 不能表成它的两个真子空间的并集.证明 设W 1与W 2是V 的两个真子空间(1) 若21W W ⊆，则W 1⋃W 2= W 2≠V ;(2) 若21W W ⊇,则W 1⋃W 2= W 1≠V ;(3) 若21W W ⊄且12W W ⊄, 取1W ∈α但2W ∉α,2W ∈β但1W ∉β, 那么1W ∉+βα,否则将有1)(W ∈=-+βαβα,这与1W ∉β矛盾, 同理2W ∉+βα, 所以V 中有向量21W W ∉+βα,即V ≠21W W .28. 设V 是n 维向量空间，证明V 可以表示成n 个一维子空间的直和.证明 设{α1, α2,…, αn }是向量空间V 的一个基, (α1), (α2) ,…, (αn )分别是由α1, α2,…, αn 生成的向量空间, 要证(α1+α2+…+αn )= (α1)⊕ (α2)⊕…⊕ (αn )(1) 因为{α1, α2,…, αn }是V 的一个基, 所以V 中任一向量α都可由α1, α2,…, αn 线性表示, 此即(α1+α2+…+αn )= (α1)+ (α2)+…+ (αn ).(2) 对任意i ≠j ∈{1,2,…, n },下证 (αi )∩ (αj )={0}. 反设存在0 ≠∈x (αi )∩ (αj ),由∈x (αi )知存在k F ∈使得x =k αi ； 由 x ∈ (αj )知存在F l ∈使得x =l αj , 从而αi =kl αj , 即α1与α2线性相关, 矛盾, 所以 (αi )∩ (αj )={0}. 综上, (α1+α2+…+αn )= (α1)⊕ (α2)⊕…⊕ (αn ).29. 在R 3中给定两个向量组α1＝(2, -1, 1, -1), α2＝(1, 0, -1, 1),β1＝(-1, 2, -1, 0), β2＝(2, 1, -1, 1).求 (α1, α2)＋ (β1, β2) 的维数和一个基.解 取R 4的标准正交基{4321,,,εεεε},于是(α1, α2, β1, β2)= (4321,,,εεεε)A ,其中 A =⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛------1011111112012112 , 秩A = 4. 故α1, α2, β1, β2线性无关, 又因为 (α1, α2)∩ (β1, β2)={0},所以dim (α1, α2) + dim (β1, β2)= 4,{ α1, α2, β1, β2}是它的基.30. 设W 1, W 2都是向量空间V 的子空间，证明下列条件是等价的：(1) W 1⊆W 2;(2) W 1∩W 2＝W 1;(3) W 1＋W 2＝W 2.证明 (i) (1)⇒(2) 因为W 1⊆W 2 , 所以W 1∩W 2＝W 1. (ii) (2)⇒(3) W 1＋W 2 ={α1+α2 | α1∈W 1, α2∈W 2} 由(2)知对任意α∈W 1, 都有α∈W 2 , 所以W 1＋W 2 ={α1+α2 | α1, α2∈W 2}=W 2 .(iii) (3)⇒(1) W 1＋W 2 ={α1,+α2 | α1∈W 1, α2∈W 2}=W 2 , 说明对任意α∈W 1, 都有α∈W 2 , 此即W 1⊆W 2 .31. 设V 是实数域R 上n 阶对称矩阵所成的α2向量空间；W 是数域R 上n 阶上三角矩阵所成的向量空间，给出V 到W 的一个同构映射.解 对∈∀A V (A =(a ij )且a ij = a ji )和B ∈W (B =(a ij ),当i>j 时, a ij =0) 定义f : V → WA B 易验证f 是V 到W 的一个同构映射.32. 设V 与W 都是数域F 上的向量空间，f 是V 到W 的一个同构映射，证明{α1, α2, …, αn }是V 的基当且仅当{f (α1), f (α2), …, f (αn )}是W 的基.证明 设{α1, α2, …, αn }是V 的基.(1) 由α1, α2, …, αn 线性无关知f (α1), f (α2), …, f (αn ) 线性无关.(2) 任取∈ηW , 由f 是同构映射知存在∈ξV 使得f (ξ)=η.但ξ=∑=n i i ia 1α, a i ∈F , f (ξ)=f (∑=n i i i a 1α)=)(1∑=n i i i f a α=η. 由η的任意性知{f (α1), f (α2), …, f (αn )}是W 的基.反过来, {f (α1), f (α2), …, f (αn )}是W 的基(1) 由f (α1), f (α2), …, f (αn )线性无关知α1, α2, …, αn 线性无关.(2) 任取∈ξV , 由f 是同构映射知存在∈ηW 使得f (ξ)=η.但η=∑=n i i i f k 1)(α= f (∑=n i i i k 1α), k i ∈F , 从而ξ=∑=ni i i k 1α, k i ∈F .由ξ的任意性知{ α1, α2, …, αn }是V 的基.补 充 题1. 设W 1, W 2是数域F 上向量空间V 的两个子空间. α,β是V 的两个向量，其中α∈W 2，但α∉ W 1，β∉W2. 证明：（1）对于任意k ∈F ，αβk +∉W 2；（2）至多有一个k ∈F ，使得αβk +∈W 1.证明 (1)反设存在k 1∈F 使得αβ1k +∈W 2 , 又α∈W 2 , 因此β=β+ k 1α-k 1α∈W 2 , 这与β∉W 2矛盾. 所以对于∀k ∈F ，αβk +∉W 2 .(2)若有k 1, k 2∈F , k 1≠k 2使得αβ1k +, αβ2k +∈W 1, 那么。
第5章作业解答
第5章部分习题解答1．已知某2ASK 系统的码元速率为1000波特，所用载波信号为()6cos 410A t π⨯。
（1）假定比特序列为{0110010}，试画出相应的2ASK 信号波形示意图； （2）求2ASK 信号第一零点带宽。
解：由1000s R baud =，6210cf Hz =⨯，有：621020001000b c T T ⨯== （1）一个码元周期内有2000个正弦周期：（2）222000null b s B R R Hz ===2．某2ASK 系统的速率为2b R Mbps =，接{}n a2(ASK s t 0 1 1 0 0 1 0收机输入信号的振幅40μV A =，AWGN 信道的单边功率谱密度为180510/N W Hz -=⨯，试求传输信号的带宽与系统的接收误码率。
解：传输信号的（第一零点）带宽为：24T b B R MHz ==平均码元能量：24bb A T E =系统的接收误码率： （1）若是包络检波，()2622618000401040444210510b b b E A T A N N R N --⨯====⨯⨯⨯⨯其误码率为（最窄带宽接收）：/4092211 1.031022b E N e P ee ---≈=≈⨯（2）若是相干解调：其误码率为（MF 接收）：101.2710e P Q Q-⎛==≈⨯ ⎝3．某2FSK 发送码1时，信号为()()111sin ,0s s t A wt t T θ=+≤≤；发送码0时，信号为()()000sin ,0s s t A w t t T θ=+≤≤。
式中1θ及0θ为均匀分布随机变量，0128s T ωωπ==，码1与0等概率出现。
（1）画出包络检波形式的接收机框图； （2）设码元序列为11010，画出接收机中的主要波形（不考虑噪声）；（3）若接收机输入高斯噪声功率谱密度为0/2N ，试给出系统的误码率公式。
解： （1）由P195图5.2.5可得()2FSK S t 包络检波BPF1f ()1r t BPFf ()0r t 包络检波抽样判决符号定时{}ˆn a（2）0128s T ωωπ==,0124/s f f T ==,122s b f R R ==由0112b f f fR -==，此2FSK 系统的频差足够大，可保证信号正确解调。
大学物理习题解答5第五章稳恒电流 (1)
第五章 稳恒电流本章提要1．电流强度· 当导体中存在电场时，导体中的电荷会发生定向运动形成电流。
如果在t ∆时间内通过导体某一截面的电量为q ∆，则通过该截面的电流I 为qI t∆=∆ · 如果电流随时间变化，电流I 的定义式为tqt q I t d d lim 0=∆∆=→∆2．电流密度· 导体中任意一点的电流密度j 的大小规定为单位时间内通过该点单位垂直截面的电量，j 的方向规定为通过该点的正电荷运动的方向。
根据电流密度的定义，导体中某一点面元d S 的电流密度为d d Ij S ⊥=· 对于宏观导体，当导体中各点的j 有不同的大小和方向，通过导体任意截面S 的电流可通过积分计算，即d j S S=⋅⎰⎰I3．欧姆定律· 对于一般的金属导体，在恒定条件下欧姆定律有如下表达形式RU U I 21-=其中R 为导体的电阻，21U U -为导体两端的电势差· 欧姆定律的微分形式为E j σ=其中ρσ1=为电导率4．电阻· 当导体中存在恒定电流时，导体对电流有一定的电阻。
导体的电阻与导体的材料、大小、形状以及所处状态（如温度）有关。
当导体的材料与温度一定时，对一段截面积均匀的导体，其电阻表达式为Sl R ρ= 其中l 为导体的长度，S 为导体的横截面积，ρ为导体的电阻率5．电动势· 非静电力反抗静电力移动电荷做功，把其它种形式的能量转换为电势能，产生电势升高。
qA 非=ε· 当非静电力不仅存在于内电路中，而且存在于外电路中时，整个回路的电动势为l E lk ⎰⋅=d ε6．电源电动势和路端电压· 若电源正负极板的电势分别为U +和U -，电源内阻为r ，电路中电流为I ，则电源电动势为()U U Ir +-ε=--· 路端电压为Ir U U -=--+ε7．接触电动势· 因电子的扩散而在导体接触面上形成的等效电动势。
《电磁场与电磁波》课后习题解答(第五章)
《电磁场与电磁波》课后习题解答(第五章)————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：习题及参考答案5.1 一个点电荷 Q 与无穷大导体平面相距为d ，如果把它移动到无穷远处，需要作多少功？解：用镜像法计算。
导体面上的感应电荷的影响用镜像电荷来代替，镜像电荷的大小为-Q ，位于和原电荷对称的位置。
当电荷Q 离导体板的距离为x 时，电荷Q 受到的静电力为2)2(042x Q F επ-=静电力为引力，要将其移动到无穷远处，必须加一个和静电力相反的外力2)2(042x Q f επ=在移动过程中，外力f 所作的功为d Q d dx dx Q dx f 016220162επεπ=⎰∞⎰∞= 当用外力将电荷Q 移动到无穷远处时，同时也要将镜像电荷移动到无穷远处，所以，在整个过程中，外力作的总功为dq8/2επ。
也可以用静电能计算。
在移动以前，系统的静电能等于两个点电荷之间的相互作用能：d Q d Q Q d Q Q q q W 082)2(04)(21)2(042122211121επεπεπϕϕ-=-+-=+=移动点电荷Q 到无穷远处以后，系统的静电能为零。
因此，在这个过程中，外力作功等于系统静电能的增量，即外力作功为dq8/2επ。
5．2 一个点电荷放在直角导体内部（如图5-1），求出所有镜像电荷的位置和大小。
解：需要加三个镜像电荷代替 导体面上的感应电荷。
在（-a ，d ）处，镜像电荷为-q ，在（错误！链接无效。
）处， 镜像电荷为q ，在（a ，-d ）处，镜像电荷为-q 。
图5-1 5．3 证明：一个点电荷q 和一个带有电 荷Q 、半径为R 的导体球之间的作用力为]2)22(2[04R D DRq D D qR Q q F --+=επ其中D 是q 到球心的距离（D ＞R ）。
证明：使用镜像法分析。
第5章-习题解答
第5章-习题解答第5章 习题与答案5-1 机械波的表达式为y = 0.03cos6π(t + 0.01x ) (SI) ，则 ［ ］(A) 其振幅为3 m (B) 其周期为s 31 (C) 其波速为10 m/s (D) 波沿x 轴正向传播 [答案：B]5-2 一平面简谐波，波速u =5m · s －1. t = 3 s 时波形曲线如题5-2图所示. 则x =0处的振动方程为［ ］(A)y =2×10－2cos(πt /2－π/2) ( S I ) . (B) y =2×10－2cos(πt ＋π ) ( S I ) . (C) y =2×10－2cos(πt /2+π/2) ( S I ) . (D) y =2×10－2cos(πt －3π/2)( SI ) . [答案：A]5-3 如题5-3图所示，两相干波源s 1和s 2相距λ/4(λ为波长), s 1ux y (10· · · · · · · 0 5 1122－ PSS题5-2图题5-3图的位相比s 2的位相超前π/2 ,在s 1、s 2的连线上, s 1外侧各点(例如P 点)两波引起的两谐振动的位相差是［ ］(A) 0 . (B) π . (C) π /2 . (D) 3π/2 . [答案：B]5-4 一平面简谐波沿ox 正方向传播，波动表达式为]2)42(2cos[10.0π+-π=x t y (SI)，该波在t = 0.5 s 时刻的波形如题5-5图中的哪一个？ ［ ］ [答案：B]5-5 横波以波速u 沿x 轴负方向传播．t 时刻波形曲线如题5-5图所示．则该时刻 ［ ］题5-4图-(A) A 点振动速度大于零 (B)B 点静止不动(C) C 点向下运动(D) D 点振动速度小于零 [答案：D]5-6 一平面简谐波沿x 轴正方向传播，t = 0 时刻的波形如题5-6图所示，则P 处质点的振动在t = 0时刻的旋转矢量图是［ ］[答案：A]5-7 一简谐波沿x 轴正方向传播，t = T /4时的波形曲线如题5-7图所示．若振动以余弦函数表示，且此题各点振动的初相取-π 到π 之间的值，则 ［ ］ (A) O 点的初相为0=φωS A O ′ωSA ωωSAO ′(A)(B)(C)(D)S题5-5图题5-6图(B) 1点的初相为π-=211φ(C) 2点的初相为π=2φ(D) 3点的初相为π-=213φ[答案：D]5-8 在驻波中，两个相邻波节间各质点的振动［ ］(A) 振幅相同，相位相同 (B) 振幅不同，相位相同(C) 振幅相同，相位不同 (D) 振幅不同，相位不同 [答案：B]5-9 一平面简谐波在弹性媒质中传播，在媒质质元从平衡位置运动到最大位移处的过程中：［ ］(A) 它的动能转化为势能. (B) 它的势能转化为动能. (C) 它从相邻的一段质元获得能量其能量逐渐增大.(D) 它把自己的能量传给相邻的一段质元，题5-7图其能量逐渐减小. [答案：D]5-10 一横波的波动方程是))(4.0100(2sin 02.0SI x t y -=π，则振幅是__________，波长是__________，频率是__________，波的传播速度是__________。
大学物理第05章 静电场习题解答
第5章 静电场习题解答5.1一带电体可作为点电荷处理的条件是（ C ） （A ）电荷必须呈球形分布。
（B ）带电体的线度很小。
（C ）带电体的线度与其它有关长度相比可忽略不计。
（D ）电量很小。
5.2图中所示为一沿 x 轴放置的“无限长”分段均匀带电直线，电荷线密度分别为+λ（x >0）和 -λ（x < 0），则 oxy 坐标平面上点（0，a ）处的场强 E 为：（ B ） ( A ) 0 ( B )02aλπεi ( C )04a λπεi ( D ) ()02aλπε+i j 5.3 两个均匀带电的同心球面，半径分别为R 1、R 2(R 1<R 2)，小球带电Q ，大球带电-Q ，下列各图中哪一个正确表示了电场的分布 （ d ）(C) (D)5.4 如图所示，任一闭合曲面S 内有一点电荷q ，O 为S 面上任一点，若将q 由闭合曲面内的P 点移到T 点，且OP =OT ，那么 （ d ）(A) 穿过S 面的电通量改变，O 点的场强大小不变； (B) 穿过S 面的电通量改变，O 点的场强大小改变； (C) 穿过S 面的电通量不变，O 点的场强大小改变；(D) 穿过S 面的电通量不变，O 点的场强大小不变。
5.5如图所示，a 、b 、c 是电场中某条电场线上的三个点，由此可知 （ c ） (A) E a >E b >E c ； (B) E a <E b <E c ； (C) U a >U b >U c ； (D) U a <U b <U c 。
5.6关于高斯定理的理解有下面几种说法，其中正确的是 （ c ）(A) 如果高斯面内无电荷，则高斯面上E处处为零；(B) 如果高斯面上E处处不为零，则该面内必无电荷； (C) 如果高斯面内有净电荷，则通过该面的电通量必不为零；(D) 如果高斯面上E处处为零，则该面内必无电荷。
5.7 下面说法正确的是 [ D ](A)等势面上各点场强的大小一定相等； (B)在电势高处，电势能也一定高； (C)场强大处，电势一定高；(D)场强的方向总是从电势高处指向低处.5.8 已知一高斯面所包围的体积内电量代数和0i q =∑ ，则可肯定：[ C ] （A ）高斯面上各点场强均为零。
混凝土结构设计第5章习题解答
第5章习题解答（5.1）已知：某多层四跨现浇框架结构的第二层柱，轴心压力设计值N=1100KN，楼层高H=6m，混凝土强度等级为C30，采用HRB335级钢筋，柱截面尺寸为b×h=350mm×350mm。
求：所需纵筋面积。
解：（一）求φ：（二）求：（5.2）已知：圆形截面现浇钢筋混凝土柱，直径不超过350mm，承受轴心压力设计值N=2900KN，计算长度，混凝土强度等级为C40，柱中纵筋采用HRB400级钢筋，箍筋用HPB300级钢筋。
试设计该柱截面。
解：（一）求φ：（二）求：设配筋率太高，由于l0/d<12，可采用螺旋箍筋柱。
（三）按螺旋箍筋柱设计：混凝土保护层取用20mm，估计箍筋直径为10mm，得：混凝土强度等级小于C50，α=1（四）计算N u：要求。
将该柱设计为螺旋箍筋柱，纵筋采用12根20，箍筋采用螺旋箍筋，直径为10mm，间距为40mm。
（5.3）已知：偏心受压柱截面尺寸为b×h=300mm×500mm，；混凝土强度等级为C30，钢筋为HRB400；轴向力设计值N=800KN，杆端弯矩力设计值M1=0.6M2，M2=160KN·m；计算长度l c=l0=2.8m。
求钢筋截面面积解：（一）p-δ效应：∴不需要考虑p-δ效应。
(二)初判大、小偏压：(三)计算：现按为已知的情况来进行设计。
为满足全部纵向钢筋的最小配筋率，受拉钢筋选用2C16+1C14，；受压钢筋选用2C14，；(四)验算平面外承载力：（5.4）已知：轴向力设计值N=550KN，杆端弯矩力设计值M1=-M2，M2=450KN·m；偏心受压柱截面尺寸为b×h=300mm×600mm，；混凝土强度等级为C35，钢筋为HRB400；计算长度l c=l0=3m。
求钢筋截面面积解：（一）p-δ效应：(二)初判大、小偏压：(三)计算：现按为已知的情况来进行设计。
运筹学习题答案第五章
第五章习题解答
5.11 某城市可划分为11个防火区，已设有4个消 防站，见下图所示。
page 16 2 January 2024
School of Management
运筹学教程
第五章习题解答
上图中，虚线表示该消防站可以在消防允许时间
内到达该地区进行有效的消防灭火。问能否关闭若干 消防站，但仍不影响任何一个防火区的消防救灾工作。 (提示：对每—个消防站建立一个表示是否将关闭的01变量。)
x1, x2 0,且为整数
解：x1 1, x2 3, Z 4
min Z 5x1 x2
3x1 x2 9
(2)
st
x1 x1
x2 5 8x2 8
.
x1, x2 0,且为整数
解：x1 4, x2 1, Z 5
page 8 2 January 2024
School of Management
School of Management
运筹学教程
第五章习题解答
5.12 现有P个约束条件
n
aij xij bi
j 1
i 1,2,, p
需要从中选择q个约束条件，试借助0-1变量列出 表达式。
解：设yi是0 1变量,i 1,2,, p
n
yi ( aij xij bi ) 0 j 1
i 1,2,, p
运筹学教程
第五章习题解答
5.1 某地准备投资D元建民用住宅。可以建住宅
的造分地价别点为建有d几j；n幢处，，：最才A多能1，可使A造建2，a造j幢…的。，住问A宅n应。总当在数在A最i哪处多几每，处幢试建住建住宅立宅的问， 题的数学模型。
解：设xi表示在Ai处所建住宅的数量, i 1,2,, n。
第五章习题解答
第五章 化学反应系统热力学习题解答1.在298.15K 、p θ时，环丙烷、石墨及氢的θm c H Δ分别为-2092，-393.5及-285.84KJ ·mol -1，若已知丙稀（g ）的，θm f H Δ=20.5 KJ ·mol -1，试求（1）环丙烷的θm f H Δ；（2）环丙烷异构化变为丙稀的θm r H Δ。
解：（1）环丙烷的生成反应为：3C(石墨)+3H 2(g)====C 3H 6(g)环丙烷）（氢气）（石墨）环丙烷）(33(θθθθθm c mc m c m f m r H H H H H ∆-∆+∆=∆=∆ =3×(-393.5)+3×(-285.84)-(-2092)=53.98kJ ·mol -1(2)环丙烷的异构化反应为：环丙烷（g ）=====丙烯（g ）环丙烷）丙烯）((θθθ∆∆∆m f m f m r H H H -==20.5-53.98=-33.48 kJ ·mol -1 2.试判断298K ，标准态下，下列反应能否正向自发？ （1）SiO 2（s ）+2Cl 2（g ）＝SiCl 4（g ）+O 2（g ）（2）SiO 2（s ）+2Cl 2（g ）+2C （s ）＝SiCl 4（g ）+2CO （g ）根据以上结果说明制备SiCl 4时，加碳为何对反应有利？已知298K 时，SiO 2（s ），SiCl 4（g ），CO （g ）的θm f G Δ分别为-857，-617，-137 kJ ·mol -1 。
解：（1）SiO 2（s ）+2Cl 2（g ）＝SiCl 4（g ）+O 2（g ）反应)()()1(24SiO G SiCl G G m f m f m r θθθ∆∆∆-==-617-（-857）=240kJ ·mol -1所以反应正向非自发。
（2）SiO 2（s ）+2Cl 2（g ）+2C （s ）＝SiCl 4（g ）+2CO （g ）反应)()(2)()2(24SiO G CO G SiCl G G m f m f m f m r θθθθ∆∆∆∆-+==-617+2×（-137）-（-857）=-34 kJ ·mol -1则反应正向自发进行。
第5章电气自动控制技术习题与解答
第5章 电气自动控制技术习题解答习题A 选择题5-1热继电器对三相异步电动机起（ ）的作用。
CA.零压保护B.短路保护C.过载保护 5-2 选择一台三相异步电动机的熔丝时，熔丝的额定电流（ ）。
CA ．等于电机的额定电流 B. 等于电机的起动电流 C. 大致等于电机的起动电流/2.5 5-3在电动机的继电接触器控制线路中的零压保护是（ ）。
BA．防止电源电压降低后电流增大而烧坏电机；B．防止停电后再恢复供电时电动机自行起动；C．防止电源断电后电动机立即停车而影响工作。
5-4在图5-和图5-中的联锁常闭（动断）触点KMR 和KMF 的作用是（ ）。
AA．保证两个触发器不同时动作；B．使两个触发器依次进行正反转运行；C．起自锁作用。
5-5 PLC 的工作方式为（ ）ＢＡ.等待命令工作方式 Ｂ.循环扫描工作方式 Ｃ.中断工作方式5-6 PLC 应用控制系统设计时所编制的程序是指（ ）。
ＢＡ.系统程序 Ｂ.用户应用程序 Ｃ.系统程序及用户应用程序5-7 PLC 的扫面周期与（ ）有关。
CA．该PLC 的扫面速度 B.用户程序的长短 C. A 和B5-8 PLC 输出端的状态（ ）。
CA.随输入信号的改变而立即发生变化B.随程序的执行不断在发生变化C.根据程序执行的最后结果在刷新输出阶段发生变化B基本题5-9 试画出三相异步电动机既能够连续工作又能够点动的继电接触器控制线路。
解：控制线路为：图中左边部分为主电路。
工作时，合上刀开关QS ，三相交流电经过QS ，熔断起FU ，接触器KM 主触点，热继电器FR 至三相交流电动机。
右边部分为控制电路，需要点动运行时，按下SB3点动按钮，其常闭触点先断开自锁电路，常开触发后闭合接通起动控制电路，KM 接触器线圈得电，主触点闭合，接通三相电源，电动机起动运转。
当松开点动按钮SB3 时，KM 线圈失电，KM 主触点断开，电动机停止运转。
若需要电动机连续运转，由停止按钮 SB 1 及起动按钮 SB 2 控制，接触器 KM 的辅助触点起自锁作用。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第五章 习题解答5-1试给出图5.56所示(a)、(b)网络的频率特性的表达式。
c(a) (b)图5.56 习题5-1图 解： （a ）22221112121212112211()1111R R R R R Cs G s R R R R R R R Cs R R Cs R Cs R R Cs R R Cs+====+⎛⎫+++ ⎪++⎝⎭++211212121()1R R Cj G j R R R R Cj R R ωωω+=+++（b ）()22121211()11R R Cs CsG s R R Cs R R Cs++==++++2121()()1R Cj G j R R Cj ωωω+=++5-2某系统如图5.57所示，试根据频率特性的物理意义，求下列输入信号作用时，系统的稳态输出()ss c t 和稳态误差()ss e t 。
图5.57 习题5-2图（a ）()sin 2r t t =（b ）()sin(30)2cos(245)r t t t =+--解：系统的闭环传递函数为1()11()1()211()11()1()211E C s s s R s s s E s s s R s s s +Φ===++++Φ===+++ 于是有1(2)452241(1)26.612521(2)18.42211(1)18.412E E j j j j j j j j j j Φ==-+Φ==∠-++Φ==++Φ==+因此有（a ）()sin 2r t t =时，()45)4ss c t t =-，()18.4)ss e t t=+ 。
（b ）()sin(30)2cos(245)r t t t =+-- 时，() 3.5)sin 22ss c t t t =+- ，()48.4)26.6)ss e t t t =+- 。
5-3证明二阶振荡环节传递函数222()2nn nG ss s ωξωω=++ 它的幅相频率特性满足()2n j G j ωξ-=解：因为2222222()2nn n j G j j ωωωξωωωωωωξωω--==-+故有22()22n n n jG j j ωωξωξ-==5-4已知系统的开环传递函数为1223(1)(1)()()(1)K T s T s G s H s s T s ++=+试就下面两种情况绘制幅相频率特性的大致曲线。
（a ）1230T T T +>>。
（b ）3120T T T >+>。
解：（a ）1230T T T +>>，0ω+→时有()123123()()arctan arctan 180arctan 180180G j H j T T T T T T ωωωωωω∠=+--≈+-->-ω→+∞时有()()270G j H j ∠∞∞=- ，故幅相频率特性的大致曲线如下图所示。
（b ）3120T T T >+>，0ω+→时有()123123()()arctan arctan 180arctan 180180G j H j T T T T T T ωωωωωω∠=+--≈+--<-ω→+∞时有()()270G j H j ∠∞∞=- ，故幅相频率特性的大致曲线如下图所示。
5-5设系统的开环传递函数为（a ）50()()(1)(0.21)G s H s s s s =++（b ）10(0.21)()()(1)s G s H s s s +=-绘制它们的幅相频率特性曲线，求与实轴交点的角频率及相应的幅值()()G j H j ωω，求0+→ω时的渐近线。
解： （a ）2250()()(1)(0.21)50 1.210.250(10.2 1.2)G j H j j j j j j j ωωωωωωωωωω=++⎡⎤---==-+ 令虚部为零有210.20ω-=，得=ω((8.33G H =。
令0+→ω有(0)(0)60G j H j j ++=--∞即0+→ω时有第3象限的渐近线，渐近线平行于虚轴与实轴交于(60,0)j -点。
（b ）22210(0.21)()()(1)10(0.21)(1)10(10.2 1.2)(1)(1)j G j H j j j j j j j j ωωωωωωωωωωωωω+=-+---+==--+令虚部为零有210.20ω-=，得ω((2G H =。
令0+→ω有(0)(0)12G j H j j ++=-+∞即0+→ω时有第2象限的渐近线，渐近线平行于虚轴与实轴交于(12,0)j -点。
5-6设系统的开环传递函数为（a ）11231223(1)()(),()(1)(1)K T s G s H s T T T s T s T s +=>-++（b ）112212111(0.71)(0.51)()(),(0)(0.021)(0.031)(1)K T s T s G s H s T s T s T s T s ++=>+++试指出图5.58中（a ）、（b ）所示幅相频率特性曲线的不正确之处。
（a ） （b ）图5.58 习题5-6图解：（a ）因为0+→ω时有221123123()()arctan 90arctan arctan 9090G j H j T T T T T T ωωωωωωωω∠=---≈---<-所以0+→ω时的幅相频率特性曲线应该在第3象限，而不应该在第4象限。
（b ）因为0+→ω时有()22111111111111()()arctan 0.7arctan 0.5180arctan 0.02arctan 0.03arctan 0.70.50.020.031800.15180180G j H j T T T T T T T T T T T ωωωωωωωωω∠=+----≈+----=->-所以0+→ω时的幅相频率特性曲线应该在第3象限，而不应该在第2象限。
5-7设单位反馈系统的开环传递函数为(1)()1K s G s s -=+ 试绘制系统的幅相频率特性曲线，并应用奈氏稳定性判据判定系统的稳定性。
解：因为()G j K ω==()()arctan arctan 2arctan G j ωωωω∠=--=-系统的幅相频率特性曲线如下图所示。
ω0p =，01K <<时，满足2N p =，系统稳定，否则系统不稳定。
5-8已知单位反馈系统的开环传递函数为(a) 123()(1)(1)(1)KG s T s T s T s =+++(b)12()(1)(1)KG s s T s T s =++(c) 21()(1)KG s s T s =+(d) 11222(1)(),()(1)K T s G s T T s T s +=>+(e) 3()KG s s=(f) 123(1)(1)()K T s T s G s s ++=(g) 561234(1)(1)()(1)(1)(1)(1)K T s T s G s s T s T s T s T s ++=++++(h) 1(),(1)1KG s K T s =>-(i) 1(),(1)1KG s K T s =<-(j) ()(1)KG s s Ts =-上述各传递函数的幅相频率特性曲线如图5.59所示，试根据奈氏判据，判断各系统的稳定性。
（a ） （b ） （c ） （d ）（e ） （f ） （g ） （h ）（i ）（j ）图5.59 习题5-8图解：（a ）0p =，1N =-，不满足2N p =，不稳定。
（b ）0p =，补充半径为无穷大90的半圆弧后0N =，满足2N p =，稳定。
（c ）0p =，补充半径为无穷大180的半圆弧后1N =-，不满足2N p =，不稳定。
（d ）0p =，补充半径为无穷大180的半圆弧后0N =，满足2N p =，稳定。
（e ）0p =，补充半径为无穷大270的半圆弧后1N =-，不满足2N p =，不稳定。
（f ）0p =，补充半径为无穷大270的半圆弧后0N =，满足2N p =，稳定。
（g ）0p =，补充半径为无穷大90的半圆弧后0N =，满足2N p =，稳定。
（h ）1p =，12N =，满足2N p =，稳定。
（i ）1p =，0N =，不满足2N p =，不稳定。
（j ）1p =，补充半径为无穷大90的半圆弧后12N =-，不满足2N p =，不稳定。
5-9某单位反馈系统开环传递函数()G s 的幅相频率特性曲线如图5.60所示，如果()G s 在右半s 平面内有一个极点，系统稳定否？如果()G s 在右半s 平面内没有极点，但有一个零点，系统稳定否？图5.60 习题5-9图解：补充半径为无穷大90的半圆弧后0N =，所以，()G s 在右半s 平面内有一个极点时闭环系统，不满足2N p =，系统不稳定。
()G s 在右半s 平面内没有极点时，满足2N p =，系统稳定。
5-10设系统的开环传递函数为 （a ）()()sKe G s H s s-=（b ）0.8()()1sKe G s H s s -=+试确定使系统稳定的K 的临界值。
解： （a ）()()()()2KG j H j G j H j ωωωπωωω=∠=--令()()1G j H j ωω=，得K ω=，代入相频特性并令()()2G jK HjK K ππ∠=--=-得系统稳定时K 的取值范围为02K π<<。
（b ）()()()()arctan 0.8G j H j G j H jωωωωωω=∠=--令()()1G jH j ωω=，得ω((G H π∠=-=-解得 2.642K =。
于是，系统稳定时K 的取值范围为0 2.642K <<。
5-11某单位反馈系统的开环传递函数为()(1)se G s s s -=+τ（a ）设1τ=，试绘制系统开环传递函数的幅相频率特性曲线，说明传输延迟se τ-对幅相频率特性曲线的影响。
（b ）求使系统稳定时τ的取值范围。
解：（a ）系统的开环频率特性为()(1)j e G j j j τωωωω-=+ 1τ=时有()()arctan 2G j G j ωπωωω=∠=---根据上表的数据，绘制幅相频率特性曲线如下图所示。
它是在无时间延迟环节传递函数1(1)s s +幅相频率特性曲线上的每一点，顺时针方向旋转ωτ-角度后得到的。
（b ）令()()1G j H j ωω=，得4210ωω+-=，0.786ω=，代入相频特性并令(0.786)arctan 0.7860.7862G j πτπ∠=---=-得 1.151τ=，系统稳定时τ的取值范围为0 1.151<<τ。