1.电工电子技术上课程期末试卷（A卷）
一、单项选择题（每小题2分，共40分）
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理想电流源的电流 ( D )
- A. 与外接元件有关
- B. 与参考点的选取有关
- C. 与其两端电压有关
- D. 与其两端电压无关
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输出电压总能保持定值，其值与流过它的电流无关的元件定义为 ( D )
- A. 电容
- B. 电感
- C. 恒流源
- D. 恒压源
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基尔霍夫电流定律KCL是线性约束 ( A )
- A. 节点中的支路电流
- B. 回路中的各个电压
- C. 一段电路中的各个电压
- D. 闭合面中的各条电流不受约束
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戴维宁定理表述为：任何一个线性含源一端口网络，对外电路来说，可以用来等效替代的组合是 ( B )
- A. 一个电压源和一个电阻并联
- B. 一个电压源和一个电阻串联
- C. 一个电流源和一个电阻并联
- D. 一个电流源和一个电阻串联
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储存电场能量的元件是 ( C )
- A. 电阻
- B. 电感
- C. 电容
- D. 蓄电池
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如图所示电路中，a点电位等于 ( D )
- A. 1V
- B. 11V
- C. 4V
- D. 6V
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直流电路如图所示，电流I应等于 ( A )
- A. 7A
- B. 4A
- C. 3A
- D. 1A
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电路如图所示，Uab = ( C )
- A. -1V
- B. 0V
- C. 1V
- D. 2V
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实验室中的交流电压表和电流表，测量的是 ( D )
- A. 瞬时值
- B. 最大值
- C. 平均值
- D. 有效值
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当功率因数 \(\cos\phi = 0.5\), \(S = 100VA\)，有功功率为 ( B )
- A. 13.4W
- B. 50W
- C. 86.6W
- D. 100W
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在R、L、C串联电路中，已知 \(R=5\Omega\)， \(X_L=8\Omega\)， \(X_C=8\Omega\)，则电路的性质 ( C )
- A. 感性
- B. 容性
- C. 阻性 (发生串联谐振)
- D. 不能确定
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正弦电压 \(u(t)=2\sin(314t-45^\circ)V\)，有效值相量表示为 ( D )
- A. \(2\angle-45^\circ V\)
- B. \(\angle45^\circ V\)
- C. \(2\angle45^\circ V\)
- D. \(\sqrt{2}\angle-45^\circ V\) (注：最大值为2，有效值为 \(\sqrt{2}\))
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某对称星形三相电路中，线电压为380V，线电流为5A，各线电压分别与对应线电流同相位，则三相总功率P为 ( A )
- A. 3300W (\(P=\sqrt{3} \times 380 \times 5 \times 1 \approx 3290\))
- B. 2850W
- C. 1900W
- D. 1100W
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已知某元件 \(Z=10-j4(\Omega)\)，则可判断该元件为 ( C )
- A. 电阻性
- B. 电感性
- C. 电容性 (虚部为负)
- D. 不能确定
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在供电系统中，当电源电压及负载的有功功率一定时，提高电路的功率因数，可使供电线路的功率损耗 ( B )
- A. 增大
- B. 减小
- C. 不变
- D. 不能确定
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三相四线制电路中，已知三相电流是对称的，并且 \(I_A=10A, I_B=10A, I_C=10A\)，则中线电流为 ( C )
- A. 10A
- B. 5A
- C. 0A
- D. 30A
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匝数比 K=20 的变压器接在 220V 的市电电源上，则副边线圈两端的电压为 ( A )
- A. 11V
- B. 220V
- C. 380V
- D. 4400V
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在负载为三角形连接的对称三相电路中，各线电流与相电流的关系是 ( D )
- A. 大小、相位都相等
- B. 大小相等、线电流超前相应的相电流
- C. 线电流大小为相电流大小的 \(\sqrt{3}\) 倍、线电流超前相应的相电流
- D. 线电流大小为相电流大小的 \(\sqrt{3}\) 倍、线电流滞后相应的相电流
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有功功率 P、无功功率 Q 与视在功率 S 之间，正确的关系式是 ( D )
- A. \(S=P-Q\)
- B. \(S=P+Q\)
- C. \(S=P^2+Q^2\)
- D. \(S=\sqrt{P^2+Q^2}\)
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一台三相异步电动机的磁极对数 p=2，电源频率为 50Hz，电动机转速 n=1440r/min，其中转差率 s 为 ( B )
- A. 1%
- B. 4% (\(n_0=1500, s=(1500-1440)/1500=0.04\))
- C. 3%
- D. 2%
二、计算题（每小题10分，共60分）
1.（10分）试用电源等效变换的方法，求如图所示电路中的电流 I。
解题思路与参考答案：
1. 左侧变换：12V电压源与 \(3\Omega\) 电阻串联，等效为 4A（向上） 电流源并联 \(3\Omega\) 电阻。 2. 合并电流源：左侧 4A 源与中间 2A 源合并，总电流为 6A（向上）。 3. 合并电阻：\(3\Omega\) 电阻与 \(6\Omega\) 电阻并联，等效电阻 \(R = \frac{3 \times 6}{3+6} = 2\Omega\)。 4. 变换回电压源：6A 电流源并联 \(2\Omega\) 电阻，等效为 12V电压源（正极在上）串联 \(2\Omega\) 电阻。 5. 串联整理：左侧回路总电阻为 \(2\Omega + 2\Omega (\text{水平}) = 4\Omega\)。 6. 此时电路简化为两个节点： - 左支路：12V 源串联 \(4\Omega\) 电阻。 - 中支路（原图右侧部分）：4V 源串联 \(2\Omega\) 电阻。 - 右支路：\(1\Omega\) 电阻（待求支路）。 7. 计算结果：利用节点电压法可求得节点电压约为 2.86V。
答：电流 I 约为 2.86A。
2.（10分）电路如图所示，试应用叠加原理，求电路中的电流 \(I_1\)、 \(I_2\) 及 \(36\Omega\) 电阻消耗的电功率 P。
解题思路与参考答案：
1. 当 90V 源单独作用时（60V 源短路）： - 总电流 \(I_1' = 6A\) （方向向上）。 - 分流计算：\(I_2' = -4.5A\)（题目定义方向向上，实际向下）。 - 流过 \(36\Omega\) 的电流 \(I_{36}' = 1.5A\)（方向向下）。
2. 当 60V 源单独作用时（90V 源短路）： - 总电流 \(I_2'' = 3.5A\)（方向向上）。 - 分流计算：\(I_1'' = -3A\)。 - 流过 \(36\Omega\) 的电流 \(I_{36}'' = 0.5A\)（方向向下）。
3. 叠加计算： - \(I_1 = I_1' + I_1'' = 6 - 3 = 3A\)。 - \(I_2 = I_2' + I_2'' = -4.5 + 3.5 = -1A\)。 - 流过 \(36\Omega\) 的总电流 \(I_{36} = 1.5 + 0.5 = 2A\)。 - 功率 \(P = I_{36}^2 \times R = 2^2 \times 36 = 144W\)。
答：\(I_1=\) 3A, \(I_2=\) -1A, \(P=\) 144W。
3.（10分）电路如图所示，要求： (1) 用戴维南定理求 ab 支路中的电流 I（要画出戴维南等效电路）； (2) 求理想电流源两端电压 \(U_I\)。
解题思路与参考答案：
1. 求戴维南等效电路（断开 ab 支路）： - 开路电压 \(U_{oc}\)： - 左侧回路：\(V_a = 2 \times 4 = 8V\)。 - 右侧回路：\(V_b = 2V\)。 - \(U_{oc} = V_a - V_b = 6V\)。 - 等效电阻 \(R_{eq}\)： - 电流源开路，电压源短路。 - \(R_{eq} = 4 + (6 || 3) = 4 + 2 = 6\Omega\)。 - 计算电流 I： - \(I = \frac{U_{oc}}{R_{eq} + R_{load}} = \frac{6}{6+6} = 0.5A\)。
2. 求电流源电压 \(U_I\)： - 对节点 a 列 KCL：\(I_{4\Omega} = 2 - 0.5 = 1.5A\)。 - \(U_I = V_a = I_{4\Omega} \times 4 = 6V\)。
答：(1) I = 0.5A; (2) \(U_I =\) 6V。
4.（10分）日光灯电路计算 今有一个 40W 的日光灯，使用时灯管与镇流器 (可近似把镇流器看作纯电感) 串联在电压为 220V，频率为 50Hz 的电源上。已知灯管工作时属于纯电阻负载，灯管两端的电压等于 110V。 试求： 镇流器上的感抗和电感。这时电路的功率因数等于多少？
解题思路与参考答案：
- 已知：\(P=40W, U=220V, f=50Hz, U_R=110V\)。 - 电压关系：\(U^2 = U_R^2 + U_L^2 \Rightarrow U_L = \sqrt{220^2 - 110^2} \approx 190.5V\)。 - 电路电流：\(I = \frac{P}{U_R} = \frac{40}{110} \approx 0.364A\)。 - 镇流器感抗：\(X_L = \frac{U_L}{I} = \frac{190.5}{0.364} \approx 523\Omega\)。 - 电感量：\(L = \frac{X_L}{2\pi f} = \frac{523}{314} \approx 1.67H\)。 - 功率因数：\(\cos\phi = \frac{U_R}{U} = \frac{110}{220} = 0.5\)。
答：感抗约 523Ω，电感约 1.67H，功率因数为 0.5。
5.（10分）三相电路计算 对称三相电源，线电压 \(U_L=380V\)，对称三相感性负载作星形连接，若测得线电流 \(I_L=17.3A\)，三相功率 \(P=9.12KW\)。 求： 每相负载的电阻和感抗。
解题思路与参考答案：
- 星形连接：\(U_P = \frac{380}{\sqrt{3}} \approx 220V\)，相电流 \(I_P = I_L = 17.3A\)。 - 视在功率：\(S = \sqrt{3} U_L I_L \approx 11385VA\)。 - 功率因数：\(\cos\phi = \frac{P}{S} = \frac{9120}{11385} \approx 0.8\)。 - 阻抗模：\(Z = \frac{U_P}{I_P} \approx 12.7\Omega\)。 - 电阻：\(R = Z \cos\phi = 12.7 \times 0.8 \approx 10.16\Omega\)。 - 感抗：\(X_L = Z \sin\phi = 12.7 \times 0.6 \approx 7.62\Omega\)。
答：每相电阻约 10.16Ω，感抗约 7.62Ω。
6.（10分）电机计算 一台 Y225M-4 型的三相异步电动机，定子绕组 \(\Delta\) 型联结，其额定数据为： \(P_N=11kW\)，\(n_N=1480r/min\)，\(U_N=380V\)，\(\eta_N=92.3\%\)，\(\cos\phi_N=0.88\)，\(I_{st}/I_N=7.0\)，\(T_{st}/T_N=1.9\)，\(T_{max}/T_N=2.2\)。 求： (1) 额定电流 \(I_N\)？ (2) 额定转差率 \(s_N\)？ (3) 额定转矩 \(T_N\)、最大转矩 \(T_{max}\) 和起动转矩 \(T_{st}\)。
解题思路与参考答案：
1. 额定电流 \(I_N\) - 输入功率 \(P_{in} = \frac{P_N}{\eta} \approx 11917W\)。 - \(I_N = \frac{P_{in}}{\sqrt{3} U_N \cos\phi} = \frac{11917}{1.732 \times 380 \times 0.88} \approx 20.6A\)。
2. 额定转差率 \(s_N\) - 同步转速 \(n_s = \frac{60f}{p} = \frac{3000}{2} = 1500r/min\)。 - \(s_N = \frac{1500 - 1480}{1500} \approx 0.0133\)。
3. 转矩计算 - 额定转矩 \(T_N = 9550 \frac{P_N}{n_N} = 9550 \times \frac{11}{1480} \approx 71 N\cdot m\)。 - 最大转矩 \(T_{max} = 2.2 T_N \approx 156.2 N\cdot m\)。 - 起动转矩 \(T_{st} = 1.9 T_N \approx 134.9 N\cdot m\)。
答：(1) 20.6A; (2) 0.0133; (3) 71, 156.2, 134.9 \(N\cdot m\)。