电路原理期终试卷及答案

大学2009浙江工业/20010学年第一学期期终考试A卷课程电路原理B姓名_________________________班级__________________________学号题序一二三四五六总计计分命题：一、填空题（共32分，每题4分）1、图1-1所示电路中，I1=4A，I2=1A。2、图1-2所示电路，U1=4V，U2=10V。参见丘关源《电路》120页5-13、图1-3所示电路，开关闭合前电路处于稳态，0u=4V，0ddtuC=20000V/s。4、图1-4（a）所示电路，其端口的戴维南等效电路图1-4（b）所示，其中uOC=8V，Req=2。11Req＋uOC－12+10V图1-4+4ii(a)(b)11图1-3＋u－＋uC－2A2Ω2Ω100FS(t=0)图1-13A6Ω＋18V－3ΩI1I2＋U1－图1-2＋U2－5Ω2Ω2A++浙江工业大学考试命题纸第1页共8页5、图1-5所示正弦稳态电路中，已知V45/50abU，V45/50SU。则电流表○A的读数为1.25A，功率表○W的读数为62.5W。6、图1-6所示正弦交流电流中，0/4SIA，则电源发出的有功功率P=16W，电源发出的无功功率Q=16Var。7、图1-7所示电路中，电源电压tuScos250V，频率可调。当电源频率=10rad/s时，电路发生谐振，此时理想变压器副边电压有效值U2=80V。8、已知两线圈的自感分别为0.8H和0.7H，互感为0.5H，线圈电阻忽略不计。正弦电源电压有效值不变，则两线圈同名端反接时的电流有效值为两线圈同名端顺接时的5/3倍。二、简单计算题（每题6分，共30分）1、图2-1所示电路中，电阻RL为何值时获得最大功率，并求此最大功率。解：根据戴维南定理，原电路的戴维南等效电路如图2-1a所示。（2分）当Ω2LR时，电阻RL可获得最大功率（2分）*SU*WabUab图1-540Ωj40ΩASI4Ωj4Ω图1-6图2-1aRL＋2V－3图2-110RL＋10V－821.4图1-7+u20.8H2Ω1∶20.05F+uS8Ω浙江工业大学考试命题纸第2页共8页最大功率)(313422maxWP（2分）浙江工业大学考试命题纸第3页共8页2、图2-2所示电路，用节点电压法求电压U0。V501nU（1分）0401401501801801n3n2n1UUU（1分）75.0401200180014018001n3n2n1UUU（1分）解得：V2.53;V34n3n2UU(1分)130nnUUU3.2V（2分）3、图2-3所示电路处于谐振状态，已知301000cos25tuSV，电流表的读数为1A，电压表的读数为40V。求元件参数R、L和C。解；原电路的相量模型图如图2-3-1所示。设：30/5SUV，因为电路处于谐振状态，因此入端阻抗为R，且Ω)(515IURS（2分）)H(04.0100040LIUL（2分）F)(2512LC（2分）图2-3-1＋－RjLSUI1/jCLU80图2-2aV504050200750mA800U0+○1○2○380图2-2V504050200750mA800U0+图2-3＋－uSRLCAV浙江工业大学考试命题纸第4页共8页4、图2-4所示电路中，电源端电压U＝100V，频率ω＝1000rad/s。电路总有功功率为1800W，功率因数为0.6（感性）。（1）电源发出的复功率；（2）如使电路的功率因数提高到0.9（感性），需要并联多大的电容？解：（1）13.536.0arccos(Var)240013.53tg1800PtgQ(VA)24001800jjQPS（2分）（2）并联电容后，将原电路功率因数提高到0.9，电路仍保持感性，则84.259.0cos1（1分）8.15210001007.871240022UtgtgPCF（3分）5、已知图2-5所示对称三相电路，电源线电压有效值为380V，负载阻抗100j3100ZΩ。试求两个功率表的读数及三相负载吸收的总功率。解：A相等效电路如图2-5a所示，设0/220ANUV(A)30/3.33/ANAZUI，(A)90/3.3120/ACII（1分）(V)30/38030/3AABUU，(V)90/380120/ABCBUU（1分）两个功率表读数分别为：(W)62760cos3.3380)3030cos(1AABIUP（1分）(W)12540cos3.3380)9090cos(ICB2CUP（1分）ZZZACB图2-5W1W2****AICI＋－Z1Z2图2-4UZ/3AN图2-5aAIANU+浙江工业大学考试命题纸第5页共8页三相负载的总功率：(W)1881125462721PPP（2分）浙江工业大学考试命题纸第6页共8页三、计算题（8分）图3所示电路在换路前已建立稳定状态，试用三要素法求开关闭合后的全响应uC(t)。解：（1）求初始值V1010120)0(Cu，V10)0()0(CCuu（2分）（2）求时间常数s1.01010103RC（2分）（3）求稳态值V51020120101010)(Cu(2分)（4）按三要素法求出全响应V155)()0()()(10ttCCCCeeuuutu，t0(2分)图3uC10k10k20k10F10V＋－＋－1mAS(t=0)浙江工业大学考试命题纸第7页共8页四、计算题（10分）求图4所示电路的I1、I2、U，并求出各电源发出的功率。解：0122241IA（1分）201080122IA（1分）6024123UV（2分）12A电流源发出的功率7206012121UPW（2分）24V电压源发出的功率02412IPW（2分）80V电压源发出的功率160020808023IPW（2分）图4V24I1+U12A2310V80I2浙江工业大学考试命题纸第8页共8页五、计算题（10分）图5所示稳态电路，V301000cos2206)(ttu，L、C元件参数L=0.01H，C=100F。不试求电压表、电流表、功率表的读数。解：（1）直流分量单独作用时，60UV，电容相当于开路，电感相当于短路。等效电路如图13-2a所示，则2.0102000UIA，2100L0IUV（2分）（2）基波分量单独作用时，30/201UV，等效电路如图5-2所示。因为：10001LCrad/s，则LC串联支路发生串联谐振，LC串联部分相当于短路。30/120/11UIA，120/1010j1L1IUV（2分）（3）功率表的读数：2.211202.06cos11100IUIUPW（2分）电流表的读数：02.1104.02120IIIA（2分）电压表的读数：2.1010042L12L0LUUUV。（2分）C＋u－W20ALV10图5＋U0－2010图5-1I0＋UL0－图5-2j10_1Uj10_1LU1I2010浙江工业大学考试命题纸第9页共8页六、计算题（10分）在图6所示电路中，已知电源开始作用前电路中无储能。用运算法求：t0时的i(t)。解：（1）运算电路图如图6-1所示，（运算电路图2分）（2）采用回路电流法，各回路电流参考方向如图6-1所示020104020106020202020153213211lllllllIssIssIsIsIsIsI（3分，每个方程1分）ssssssIsIl65246312)()(2322（1分）（3）部分分式展开（2分）3265246312)(232sCsBsAssssssI=3192274sss[其中：4)(0sssIA，27)(22ssIsB，19)(33ssIsC]（4）拉氏反变换，得到响应的时域形式（2分）A1927432teeitt＋－40图6-12010ss15s60s20I(s)Il1(s)Il2(s)Il3(s)i＋60(t)V－15(t)A40Ω图620Ω10H50mF