哈尔滨工程大学2011.4电工基础自主考试1(A卷)及答案
合集下载
相关主题
- 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)。
哈尔滨工程大学试卷
考试科目: 电工基础
题号 分数 评卷人 一、 二、 三、
.
2011.4
R1 3 kΩ + US 9V R2 6kΩ
6 mA IS
自主考试一（A卷）
四、 五、 六、 七、 八、
RL IL
九、
总 分
.
5. R，L 串联电路与电压为 8V 的恒压源接通，如图 1 所示。在 t=0 瞬间将开关 S 闭合，当电感分别为 1H，6H，4H，3H 时所得到的 4 条 u L ( t ) 曲线如图 2。其中 3H 电感所对应的曲线是( )。 )。
姓名：
一 选择题(每空2分，共24分) 1. 在图示电感电路中，电压与电流的正确关系式应是(
(a) i = L 装 订 线
du dt
(b) u = − L
di dt
(c)u=−Li )。 6. 在图示正弦交流电路中， 若开关 S 从 A 点合到 B 点， 电流表 A 的读数无变化， )。 则表明 L 与 C 的关系为 (
班级：
第 3页
共 10页
第 4页
共 10页
电工基础自主考试一A卷参考答案及评分标准 2011.4.20
一 选择题(每空2分，共24分)
1~4 bbcaf 5~9 bbcda 二． （10 分） 10~11 cd
a RL
Leabharlann Baidu
b Ua b o
构成等效电路：
R0
—————1 分
RL= R0=2.5Ω时—————1 分，
2 2 2 U 2 = I 2 (R2 + X L + XC − 2 X L X C ) ， U 22 = I 2 ( R 2 + X L )
（2）法一： ̇ ̇ = U 12 = 2.81∠ − 36.9 o A ̇ = 380∠0 o V ， I 设U 12 12 Z o ̇ ̇ ̇ = 4.88∠ − 186.9 o A 则 I A = I 12 × 3∠ − 30 = 4.88∠ − 66.9 o A ， I B ̇ =Z I ̇ +U ̇ −Z I ̇ U
七． （10 分）
AN′
= 399∠ − 0.5 o V
P = 3U 12 I A cos ϕ = 3 × 380 × 4.88 × cos 36.9 o = 2569W P电源 = 3U AB I A cos ϕ ′ = 3 × 399 × 4.88 cos 36.4 o = 2714W ——————2 分
解得 ua=6V，ub=4V，uc=4V，——————————3 分 U=2V，gU=1A ——————————1 分 四． （10 分） 求 ab 端口的开路电压
装 订 线
i L (∞) = 1.5 A，u C (∞) = 0V ——————2 分
学号：
求时间常数： τ L =
L 2 = = 0.1s，τ C = R0C C = 10 × 5 × 10 −8 = 5 × 10 −7 s ——2 分 R0 L 10 + 10
姓名：
订 八 .求图示双口网络在正弦稳态下的阻抗参数矩阵 [ Z] 。 （4 分） 线
学号：
四. 电路如图。(1)求以 ab 为端口的有源二端网络的戴维南等效电路；(2) R 为何 值时可获最大功率，并求此最大功率。 （10 分）
五. 图示电路原已稳定，t=0 时开关断开。求:(1) t ≥ 0 时 u1，u2，(2)开关两端电压。 (10 分)
5V 电压源提供电能。————————1 分 三． （10 分）
————————2 分
i L (0 − ) = 2 A，u C (0 − ) = 10V
由换路定则有
i L (0 + ) = i L (0 − ) = 2 A， u C (0 + ) = u C (0 − ) = 10V
求稳态值：
——————3 分
7. 已 知 某 正 弦 交 流 电 路 的 电 压 u (t ) = 100 2 cos(314t + 30 � ) V ， 电 流
i (t ) = 5 2 cos(314t − 30 � ) A ，则电路的无功功率 Q 为 (
(a) 500W (b) 500 Var (c) 250 3 Var (d) 250 Var
)条件。 (b) R < (d) R <
C L L C )V。
9. 如图所示耦合电感，已知 M=10-3H, i=10sin100tA，则电压 u 为( (a) cos100t (c)0.1sin100t (b)- cos100t (d)- 0.1sin100t
第 2页
班级：
第 1页
共 10页
共 10页
̇ = 81.65∠0 � V ， 设U 1
̇ ̇ = U 1 = 1.633∠90 � A ————————2 分 I − jX C ̇ =I ̇[R + j ( X − X )] ， U ̇ =I ̇[R + jX ] ——————————2 分 U L C 2 L
第 6页 共 10页
班级：
2 U = I R 2 + ( X L − X C )2 ，U 2 = I (R 2 + X L )
AB
学号：
X L − XC = −0.268 ，XL-XC =-0.268R，0.5774R-XC =-0.268R，0.8454 R= XC R R =59.15Ω，XL=0.5774R=34.15 Ω U S = UI = U × = 163.3VA ， cos ϕ = cos− 15 � = 0.97 2 2 R + (X L − XC )
AB
2 2 U 2 -U2 = I 2(XC − 2X L X C ) ，
2 I 2XC − (U 2 - U 22 ) XL = = 34.15Ω ——————2 分 2X C I 2
l A
12
l B
R=
U 22 2 − XL = 59.15Ω 2 I
= (2 + j) × 4.88∠ − 66.9 o + 380∠0 o − (2 + j) × 4.88∠ − 186.9 o = 399∠ − 0.5 o V ̇ =U ̇ U A AB = 0.97 ————2 分 3∠30 o = 230∠ − 30.5 o V ， ——————1 分
获得最大功率 Pmax 五． （10 分） — 求初值：t =0 时
2 U abo = = 15.75W —————2 分 4 R0
1 = i2 + i3 − i4
姓名：
i5 = i3 − i4 u1 = 2 + i2 ————————3 分 i4 = 1A 5 + i2 = i5 i2 = −2 A，i3 = 4 A，i5 = 3 A，u1 = 0V ————————4 分
求等效内阻 R0
[
+
]
−
t τ
= 1.5 + 0.5e −10t A
——————1 分
u1 (t ) = i L (t ) × 10 = 15 + 5e u2 (t ) = uC (t ) = 10e −2×10 tV
(2) uk (t ) = u1 − u2 = 15 + 5e 六． （10 分） 法一：相量计算法：
)。
8. 使图示电路产生并联谐振，各参数之间应满足( L (a) R > C (c) R 为不等于零的任意值 4.在图示电路中， 当电流源 IS 单独作用时， 通过 RL 的电流是 2mA， 则 RL= （ 当电压源 US 单独作用时，通过电阻 RL 的电流 IL= ( )。 (a) 6 kΩ (b) 3 kΩ (c) 2 kΩ (d) 9 kΩ (e) 0.75mA (f) 1mA (g) 1.5mA ） ；
八． （4 分） 解：
班级：
解：由题意有 U 12 = U 23 = U 31 = 380V， Z = 108 + j81 = 135∠ − 36.9 o Ω ̇ 380 380 ̇ = U 12 , I = （1） I = = 2.81A ， 12 12 Z 108 2 + 812 135
−10 t
6
−10 t
V
——————1 分
6
− 10e −2×10 tV ——————1 分
u = 5i + u1 u u1 = 0.25u1 + 2 × (i − 1 ) = 0.25u1 + 2i − 0.25u1 = 2i ——3 分 8 u Rab = = 5 + 2 = 7Ω i
第 5页 共 10页
2. 在图示电路中，已知 US=2V，IS=2A，则供出电功率的是(
(a)电压源
(b)电流源
(c)电压源和电流源
(a)
1 =ωL ωc
(b)
1 = 2ω L ωC
(c)
2 =ωL ωC
学号：
3. 在图 1 电路中， 点划线框中的部分为一电源， 电压 U 和电流 I 的正方向已给出。 该电源的外特性曲线如图 2 所示( )。
（1） x(t ) = x(∞ ) + x(0 ) − x(∞ ) e
[
+
]
−
t τ
i L (t ) = i L (∞) + i L (0 ) − i L (∞) e u 4 = u1 + ( 1 + 3) × 2 − 0.25u1 8 4= u1 = −2V ————————3 分 u ab = 3 × 5 − u1 + 4 = 21V
10. 两互感线圈顺向串联时, 其等效电感 Leq=( )。 (a) L1 + L2 − 2M (b) L1 + L2 + M (c) L1 + L2 + 2 M 11. 二阶 RLC 串联电路，当满足( （a） （b） （c）
六 . 图示电路中两电压表读数分别为 U1 = 81.65V, U2 = 111.54V ，已知总电压 (d) L1 + L2 − M (2)电路的视在功率及功率因数。 U = 100V, X C = 50Ω, 求： (1) R 和 X L 之值， (10 分)
)条件时，电路发生等幅振荡。 （d）
二.求图中 u1，i2，i3，i4，i5，并问电路中哪个元件提供电功率？（10 分） 七 . Y/ △ 连 接 的 对 称 三 相 电 路 ， 已 知 负 载 各 相 阻 抗 Z = Z12 = Z 23 = Z 31 = 108 + 81jΩ ， 额 定 相 电 压 380V ， 如 果 输 电 线 路 阻 抗 Z l = 2 + jΩ ，为保证负载获得额定电压，求（1）负载相电流及线电流， （2）电 源线电压、相电压， （3）电源输出的有功功率。(10 分) 三. 图示电路中已知 g = 0.5S，用节点法求各节点电压及受控源的电流。(10 分) 装
由余弦定理 U
Z′ =
Z = 36 + j 27Ω 3
装 订 线 tan ϕ =
̇ ′ = ( Z + Z ′) I ̇ = (2 + j + 36 + j27 ) I ̇ = (38 + j28) I ̇ = 47.2∠36.4 o × 4.88∠ − 66.9 o U AN l A A A = 230∠ − 30.5 o V ̇ = 3∠30 o × U ̇ U
�
2 = U2 + U 12 − 2U 1U 2 cos θ cosθ = 0.5，θ = 60o， X ϕL=30o ， tan ϕ L = L = 0.5774 ，XL=0.5774R R 2 2 2 又： U 1 = U 2 + U − 2UU 2 cos （ϕ L − ϕ ) cos （ϕ L − ϕ ) = 0.707 ， ϕ L − ϕ = 45 � ， ϕ = −15 �
—3 分
——————2 分
（2）S=UI=163.3VA， cos ϕ =
I 2R = S
2
R R2 + ( X L − X C )2
�
电源相电压 230V，线电压 399V 法二：利用化归单相法
姓名：
̇ = I∠0 A，则 U ̇ = 81.65∠ − 90 V , U ̇ = 111.54∠ϕ V ， 法二：相量图法，设： I 1 2 L
1 = 18Ω ， ωC 求：(1) i (t ) ；(2)各表的读数；(3)如要电阻 R 上获得最大的基波功率，问 LC 的参 数应如何改变。 （12 分）
° 九.已知 u (t ) = ⎡ ⎣10 + 80 cos(ωt + 30 ) + 18cos 3ωt ⎤ ⎦ V ， R = 6Ω ， ω L = 2Ω ，
⎧⎛ 1 1 ⎞ 1 1 ⎪⎜ 2 + 2 ⎟u a − 2 u b − 2 u c = 2 ⎠ ⎪⎝ ⎪ 1 ⎛1 1⎞ ⎪− u a + ⎜ + ⎟u b = gU ——————————6 分 ⎝2 2⎠ ⎨ 2 ⎪ 1 1 1⎞ 4 ⎪− u a + ⎛ ⎜ + ⎟u c = − gU 2 ⎪ 2 ⎝2 2⎠ ⎪U = u − u a c ⎩
考试科目: 电工基础
题号 分数 评卷人 一、 二、 三、
.
2011.4
R1 3 kΩ + US 9V R2 6kΩ
6 mA IS
自主考试一（A卷）
四、 五、 六、 七、 八、
RL IL
九、
总 分
.
5. R，L 串联电路与电压为 8V 的恒压源接通，如图 1 所示。在 t=0 瞬间将开关 S 闭合，当电感分别为 1H，6H，4H，3H 时所得到的 4 条 u L ( t ) 曲线如图 2。其中 3H 电感所对应的曲线是( )。 )。
姓名：
一 选择题(每空2分，共24分) 1. 在图示电感电路中，电压与电流的正确关系式应是(
(a) i = L 装 订 线
du dt
(b) u = − L
di dt
(c)u=−Li )。 6. 在图示正弦交流电路中， 若开关 S 从 A 点合到 B 点， 电流表 A 的读数无变化， )。 则表明 L 与 C 的关系为 (
班级：
第 3页
共 10页
第 4页
共 10页
电工基础自主考试一A卷参考答案及评分标准 2011.4.20
一 选择题(每空2分，共24分)
1~4 bbcaf 5~9 bbcda 二． （10 分） 10~11 cd
a RL
Leabharlann Baidu
b Ua b o
构成等效电路：
R0
—————1 分
RL= R0=2.5Ω时—————1 分，
2 2 2 U 2 = I 2 (R2 + X L + XC − 2 X L X C ) ， U 22 = I 2 ( R 2 + X L )
（2）法一： ̇ ̇ = U 12 = 2.81∠ − 36.9 o A ̇ = 380∠0 o V ， I 设U 12 12 Z o ̇ ̇ ̇ = 4.88∠ − 186.9 o A 则 I A = I 12 × 3∠ − 30 = 4.88∠ − 66.9 o A ， I B ̇ =Z I ̇ +U ̇ −Z I ̇ U
七． （10 分）
AN′
= 399∠ − 0.5 o V
P = 3U 12 I A cos ϕ = 3 × 380 × 4.88 × cos 36.9 o = 2569W P电源 = 3U AB I A cos ϕ ′ = 3 × 399 × 4.88 cos 36.4 o = 2714W ——————2 分
解得 ua=6V，ub=4V，uc=4V，——————————3 分 U=2V，gU=1A ——————————1 分 四． （10 分） 求 ab 端口的开路电压
装 订 线
i L (∞) = 1.5 A，u C (∞) = 0V ——————2 分
学号：
求时间常数： τ L =
L 2 = = 0.1s，τ C = R0C C = 10 × 5 × 10 −8 = 5 × 10 −7 s ——2 分 R0 L 10 + 10
姓名：
订 八 .求图示双口网络在正弦稳态下的阻抗参数矩阵 [ Z] 。 （4 分） 线
学号：
四. 电路如图。(1)求以 ab 为端口的有源二端网络的戴维南等效电路；(2) R 为何 值时可获最大功率，并求此最大功率。 （10 分）
五. 图示电路原已稳定，t=0 时开关断开。求:(1) t ≥ 0 时 u1，u2，(2)开关两端电压。 (10 分)
5V 电压源提供电能。————————1 分 三． （10 分）
————————2 分
i L (0 − ) = 2 A，u C (0 − ) = 10V
由换路定则有
i L (0 + ) = i L (0 − ) = 2 A， u C (0 + ) = u C (0 − ) = 10V
求稳态值：
——————3 分
7. 已 知 某 正 弦 交 流 电 路 的 电 压 u (t ) = 100 2 cos(314t + 30 � ) V ， 电 流
i (t ) = 5 2 cos(314t − 30 � ) A ，则电路的无功功率 Q 为 (
(a) 500W (b) 500 Var (c) 250 3 Var (d) 250 Var
)条件。 (b) R < (d) R <
C L L C )V。
9. 如图所示耦合电感，已知 M=10-3H, i=10sin100tA，则电压 u 为( (a) cos100t (c)0.1sin100t (b)- cos100t (d)- 0.1sin100t
第 2页
班级：
第 1页
共 10页
共 10页
̇ = 81.65∠0 � V ， 设U 1
̇ ̇ = U 1 = 1.633∠90 � A ————————2 分 I − jX C ̇ =I ̇[R + j ( X − X )] ， U ̇ =I ̇[R + jX ] ——————————2 分 U L C 2 L
第 6页 共 10页
班级：
2 U = I R 2 + ( X L − X C )2 ，U 2 = I (R 2 + X L )
AB
学号：
X L − XC = −0.268 ，XL-XC =-0.268R，0.5774R-XC =-0.268R，0.8454 R= XC R R =59.15Ω，XL=0.5774R=34.15 Ω U S = UI = U × = 163.3VA ， cos ϕ = cos− 15 � = 0.97 2 2 R + (X L − XC )
AB
2 2 U 2 -U2 = I 2(XC − 2X L X C ) ，
2 I 2XC − (U 2 - U 22 ) XL = = 34.15Ω ——————2 分 2X C I 2
l A
12
l B
R=
U 22 2 − XL = 59.15Ω 2 I
= (2 + j) × 4.88∠ − 66.9 o + 380∠0 o − (2 + j) × 4.88∠ − 186.9 o = 399∠ − 0.5 o V ̇ =U ̇ U A AB = 0.97 ————2 分 3∠30 o = 230∠ − 30.5 o V ， ——————1 分
获得最大功率 Pmax 五． （10 分） — 求初值：t =0 时
2 U abo = = 15.75W —————2 分 4 R0
1 = i2 + i3 − i4
姓名：
i5 = i3 − i4 u1 = 2 + i2 ————————3 分 i4 = 1A 5 + i2 = i5 i2 = −2 A，i3 = 4 A，i5 = 3 A，u1 = 0V ————————4 分
求等效内阻 R0
[
+
]
−
t τ
= 1.5 + 0.5e −10t A
——————1 分
u1 (t ) = i L (t ) × 10 = 15 + 5e u2 (t ) = uC (t ) = 10e −2×10 tV
(2) uk (t ) = u1 − u2 = 15 + 5e 六． （10 分） 法一：相量计算法：
)。
8. 使图示电路产生并联谐振，各参数之间应满足( L (a) R > C (c) R 为不等于零的任意值 4.在图示电路中， 当电流源 IS 单独作用时， 通过 RL 的电流是 2mA， 则 RL= （ 当电压源 US 单独作用时，通过电阻 RL 的电流 IL= ( )。 (a) 6 kΩ (b) 3 kΩ (c) 2 kΩ (d) 9 kΩ (e) 0.75mA (f) 1mA (g) 1.5mA ） ；
八． （4 分） 解：
班级：
解：由题意有 U 12 = U 23 = U 31 = 380V， Z = 108 + j81 = 135∠ − 36.9 o Ω ̇ 380 380 ̇ = U 12 , I = （1） I = = 2.81A ， 12 12 Z 108 2 + 812 135
−10 t
6
−10 t
V
——————1 分
6
− 10e −2×10 tV ——————1 分
u = 5i + u1 u u1 = 0.25u1 + 2 × (i − 1 ) = 0.25u1 + 2i − 0.25u1 = 2i ——3 分 8 u Rab = = 5 + 2 = 7Ω i
第 5页 共 10页
2. 在图示电路中，已知 US=2V，IS=2A，则供出电功率的是(
(a)电压源
(b)电流源
(c)电压源和电流源
(a)
1 =ωL ωc
(b)
1 = 2ω L ωC
(c)
2 =ωL ωC
学号：
3. 在图 1 电路中， 点划线框中的部分为一电源， 电压 U 和电流 I 的正方向已给出。 该电源的外特性曲线如图 2 所示( )。
（1） x(t ) = x(∞ ) + x(0 ) − x(∞ ) e
[
+
]
−
t τ
i L (t ) = i L (∞) + i L (0 ) − i L (∞) e u 4 = u1 + ( 1 + 3) × 2 − 0.25u1 8 4= u1 = −2V ————————3 分 u ab = 3 × 5 − u1 + 4 = 21V
10. 两互感线圈顺向串联时, 其等效电感 Leq=( )。 (a) L1 + L2 − 2M (b) L1 + L2 + M (c) L1 + L2 + 2 M 11. 二阶 RLC 串联电路，当满足( （a） （b） （c）
六 . 图示电路中两电压表读数分别为 U1 = 81.65V, U2 = 111.54V ，已知总电压 (d) L1 + L2 − M (2)电路的视在功率及功率因数。 U = 100V, X C = 50Ω, 求： (1) R 和 X L 之值， (10 分)
)条件时，电路发生等幅振荡。 （d）
二.求图中 u1，i2，i3，i4，i5，并问电路中哪个元件提供电功率？（10 分） 七 . Y/ △ 连 接 的 对 称 三 相 电 路 ， 已 知 负 载 各 相 阻 抗 Z = Z12 = Z 23 = Z 31 = 108 + 81jΩ ， 额 定 相 电 压 380V ， 如 果 输 电 线 路 阻 抗 Z l = 2 + jΩ ，为保证负载获得额定电压，求（1）负载相电流及线电流， （2）电 源线电压、相电压， （3）电源输出的有功功率。(10 分) 三. 图示电路中已知 g = 0.5S，用节点法求各节点电压及受控源的电流。(10 分) 装
由余弦定理 U
Z′ =
Z = 36 + j 27Ω 3
装 订 线 tan ϕ =
̇ ′ = ( Z + Z ′) I ̇ = (2 + j + 36 + j27 ) I ̇ = (38 + j28) I ̇ = 47.2∠36.4 o × 4.88∠ − 66.9 o U AN l A A A = 230∠ − 30.5 o V ̇ = 3∠30 o × U ̇ U
�
2 = U2 + U 12 − 2U 1U 2 cos θ cosθ = 0.5，θ = 60o， X ϕL=30o ， tan ϕ L = L = 0.5774 ，XL=0.5774R R 2 2 2 又： U 1 = U 2 + U − 2UU 2 cos （ϕ L − ϕ ) cos （ϕ L − ϕ ) = 0.707 ， ϕ L − ϕ = 45 � ， ϕ = −15 �
—3 分
——————2 分
（2）S=UI=163.3VA， cos ϕ =
I 2R = S
2
R R2 + ( X L − X C )2
�
电源相电压 230V，线电压 399V 法二：利用化归单相法
姓名：
̇ = I∠0 A，则 U ̇ = 81.65∠ − 90 V , U ̇ = 111.54∠ϕ V ， 法二：相量图法，设： I 1 2 L
1 = 18Ω ， ωC 求：(1) i (t ) ；(2)各表的读数；(3)如要电阻 R 上获得最大的基波功率，问 LC 的参 数应如何改变。 （12 分）
° 九.已知 u (t ) = ⎡ ⎣10 + 80 cos(ωt + 30 ) + 18cos 3ωt ⎤ ⎦ V ， R = 6Ω ， ω L = 2Ω ，
⎧⎛ 1 1 ⎞ 1 1 ⎪⎜ 2 + 2 ⎟u a − 2 u b − 2 u c = 2 ⎠ ⎪⎝ ⎪ 1 ⎛1 1⎞ ⎪− u a + ⎜ + ⎟u b = gU ——————————6 分 ⎝2 2⎠ ⎨ 2 ⎪ 1 1 1⎞ 4 ⎪− u a + ⎛ ⎜ + ⎟u c = − gU 2 ⎪ 2 ⎝2 2⎠ ⎪U = u − u a c ⎩