电路原理Ⅱ试卷A 参考答案与评分细则
一、判断题(正确打“√”,错误打“×”。10分,每题2分):
1.周期函数的有效值为直流分量及各次谐波分量有效值平方和的方根。 答案:√
2.对称二端口是指两个端口电路结构左右对称。 答案:×
3.分析非线性电路与分析线性电路一样,依据的仍然是基尔霍夫电流定律、基尔霍夫电压定律和元件的伏安特性。
答案:√
4.均匀传输线的反射系数是一个复数,反映了反射波与入射波在幅值和相位上的差异。 答案:√
5.当传输线的长度很短时,称为短线,此时可以忽略电磁波沿线传播所需的时间。 答案:×
二、填空题(30分,每空2分):
1.如图所示,若U =10V ,I =2A ,且U
与I 同相,电源角频率为5rad/s ,则R =( )Ω,C =( )F 。
0.5H
答案:1,0.1
2.对称三相线电压为380V ,作用于△形对称三相负载,已知负载每相阻抗为190Ω,则
线电流的大小为( )。
答案:A 32
3.如图所示,欲使网络为互易网络,α和μ应满足( )关系。
2
22'
答案:α=μ
4.一非线性电感的韦安特性为ψ=i 2,若某时刻通过该电感的电流为3A ,则此时的动态电感为( )H 。
答案:6
5.工程上常采用对数坐标来作频响曲线,这种用对数坐标描述的频率响应图称为( )。 答案:频响波特图
6.在二端口网络参数中,( )又称为短路导纳参数,( )又称为开路阻抗参数,( )又称为传输参数,( )又称为混合参数。
答案:Y 参数,Z 参数,T 参数,H 参数 7.非线性电阻分为( )、( )和( )。 答案:流控型电阻,压控型电阻,单调型电阻
8.均匀传输线沿线有( )存在,导致两导体间的电压随距离而变化;沿线有( )存在,导致导线中的传导电流随距离而变化。
答案:感应电动势,位移电流
三、选择题(25分,每题5分):
1.某正弦量为)755sin(26
+-t ,其相应的有效值相量为( )
A
7526∠- B 1056∠ C 1056-∠ D
1656∠
答案:D
2.如图所示,S )41j 31
(1+=Y ,S )8
1
j 61(2-=Y 。该电路消耗的平均功率为( )。
2
=U
A 10kW B
kW 9
10
C 5kW
D 9kW
答案:C
3.如图所示,串联谐振电路的品质因数Q =( )。
10mH
u S
A 1
B 10
C 100 C 1000 答案:B
4.如图所示电路耦合电感串联的等效电感分别为16mH 和10mH ,则其互感M 为( )。
A 1mH
B 1.5mH
C 3mH
D 6mH 答案:B
5.如图所示电路为正弦稳态电路,工作频率为50Hz ,电路的功率因数为( )。
A 1
B 2 C
2
2
D 45° 答案:C
四、计算题(35分):
1.如图所示,电源的角频率ω=10rad/s 。⑴求当阻抗Z =3Ω时的Z U ;⑵若要使V )8.1j 6.0(+-=Z
U ,求阻抗Z 的值。(8分)
Z
解:
首先求出除去Z 后的有源二端电路的戴维宁等效电路。
采用外加电流源法求出二端电路端口的伏安关系,从而把开路电压oc
U 和等效电阻Z 0一并求出。
列KVL 方程,有
6)10j 6(5j 11+--=I I U (1分) )(65j 1
1I I I U ++= (1分)
消去上两式中的变量1
I ,可得 I U
33+=
(1分) 所以V 3=oc
U ,Z 0=3Ω (1分)
等效后的电路如图所示
Z
可见Z
Z U Z Z Z U oc Z
+=+=330 (2分)
所以
⑴当Z =3Ω时,V 5.1=Z
U ; (1分) ⑵当V )8.1j 6.0(+-=Z
U 时,Z =(1+j3)Ω。 (1分)
2.如图所示对称三相电路,已知线电压为380V ,线电流11A ,三相平均功率4356W ,求感性负载的阻抗Z 。(6分)
B C
解:
6.011
380343563cos =??=
=
l
l I U P ?
(2分)
所以
1.53=?
Ω=?=
2011
3380||Z
(2分)
所以Ω+=∠=16121.5320j Z
(2分)
3.电路如图所示,t t u s 310cos 25)(=V ,Ω=5001R ,L 1=L 2=2H ,M =1H ,C 1=C 2=0.5μF 。问负载R L 为何值时获得最大功率?最大功率为多少?(7分)
L
u s (t
解:
相量等效模型如图所示
L
5S
=U
(1分)
初级等效电路如图所示
S
U (1分) Z 11=0.5k Ω,Z 22=R L
(1分)
所以Ω==k 1
)(2221f L
R Z M Z ω
(1分)
要想R L 获得最大功率,即Z f1要获得最大功率,必须
*
=111f Z Z
即R L =2k Ω
(1分)
它获得的最大功率为
125.310
245]Re[43
2
112
max =??==Z U P S L mW (2分)
4.已知二端口网络N 的Z 参数矩阵Ω?
?
?
?
??=7335Z ,求图中电路的输入阻抗。(6分)
U R L =2Ω
+-
解:
21135I I U += (1) (1分) 21273I I U += (2) (1分) 又22I R U L -=
(1分)
将2U 代入(2)式,得7322
1+=-I I
(1分)
得32
1-=I I
(1分)
代入(1),得Ω=-=+==415351
211in I I I U Z
(1分)
5.如图所示,已知t t u 3
10cos 21030)(+=V ,求u c (t )及电压源发出的功率。(8分)
50u (t Ω
解:
⑴U 0=30V 直流电压源单独作用时的电路如图所示
50u (t Ω
故A 2.0100
5030
0=+=
I
(1分) 所以V 202.010010000=?==I U c
(1分)
⑵t t u 3
110cos 210)(=V 电压源单独作用时的相量电路模型如图所示,其中
0101
∠=U V ,j ω1L =j103×0.1=j100Ω,Ω-=??-=-100j 1010101
j
j 16
31C
ω,故
0j 1j 11ab =+
=C
L Z ωω。
(1分)
50Ω
U
故得A 02.0500105011 ∠=∠==U I (1分)
故V 902002.0100j j 11
11
-∠=∠?-==I C
U C ω (1分)
所以V )9010cos(220)(31-=t t u C
(1分)
最后得V )9010cos(22020)()(310-+=+=t t u U t u C C C (1分)
⑶电源发出的功率为
W 8502.01502.050)10050(222120=?+?=?++=I I P
(1分)