电路与系统_期末考试试卷与答案3

1一、单项选择题：在下列各题中，有四个备选答案，请将其中唯一正确的答案填入题干的括号中。(本大题共6小题，总计18分)1、(本小题3分)电路如图所示,若UIRSS,IS0,R0,则USISR+_22362FUS3、(本小题3分)若R1与R2并联后的等效电阻为3,流过R1和R2的电流I1与I2之比为3∶1,则R1与R2的电阻值应分别为A.40,120B.120,40C.12,4D.4,12答(D)4、(本小题3分)一阶电路的电压按指数律衰减，当t0时为15V，t2s时为6V，则电路的时间常数为A.0.458sB.2.18sC.0.2sD.0.1s答(B)+_221Hε()VtiLi成绩大学年秋季学期试卷课程名：电路A（二）（B卷）学分：3学号：姓名：院、系：一、二、三、四、五、六、七、八、九、A.电阻吸收功率,电压源与电流源供出功率B.电阻与电压源吸收功率,电流源供出功率C.电阻与电流源吸收功率,电压源供出功率D.电流源吸收功率,电压源供出功率答(C)2、(本小题3分)电路如图所示，则电路的时间常数为A.12.3sB.16sC.6sD.0.08s答(C)5、(本小题3分)电路如图所示，ε()t为单位阶跃函数，iL().A035，则it()为：A.(..e)()0515ttεB.(..e)()0525ttεC.(e)()1ttεD.(..e)()0515ttε答(A)2+_8V2362HiL二、填充题：在下列各题中，请将题止所要求的解答填入题干中的各横线上方内。(本大题共9小题，总计26分)1、(本小题3分)试画出图示电路两种最简单的等效电路。ab5V22AI1mA50I20VA1A100Fu10Vt01V111111Vabc6、(本小题3分)图示电路中iL()A01，则t0的itL()等于：A.(e)A431349tB.(e)A431394tC.(e)A11394tD.(e)A134349t答(B)2、(本小题3分)图示电路中元件A消耗的功率为1W。3、(本小题3分)电路如图所示。在开关打开后5ms时，电容电压ut40V。4、(本小题3分)图示电路的节点电压方程为3Ua–Ub–1=13Ub–Ua–1=0,解得Ub为5/8=0.625V。2a9V+–b2a4.5Ab3A6222123oUo2UV4123+___++5V5V332uCabt002.μF7、(本小题3分)ba24V4UoU2U448、(本小题4分)已知一阶电路响应的三要素为（1）f()010，f()20，10（2）f()010，f()20，10。则它们的波形图为；（2分）（1）；（2分）（2）。5、(本小题4分)电路如图所示,用节点分析法可求得电路中的节点电压。在开1U6V,2U4V.6、(本小题3分)图示电路在t0时已处于稳态。当t0时开关由a接至b，则t0的，utC()3–6e–5t/21V。7、(本小题3分)电路如图所示。ab以左部分的戴维南等效电路参数为8V和8/3,由此可求得电压oU为4.8V。2010–1010203040tf(t)201010203040tf(t)4A422UV12V24解：从2电阻两端看，Uoc=20V，Ro=2。所以，U=10V。（2分）可用网孔法分析，网孔1电流就是4A电流源电流，可以不求，网孔2电流为I，则4I–8=–12，I=–1A，（2分）即12V电压源的电流为I12V=5A，方向为网孔1方向，（2分）满足关联参考方向，所以12V电压源的功率为P12V=5×12=60W，是吸收功率，不是输出功率，或者是供出–60W功率。（2分）S8515V2Aab-+N解：设单口网络N的电流为I，方向如图，电压Uab，VAR为Uab=Uoc+RI，（2分）情况一，I=2A，Uab=12V，12=Uoc+2R情况二，Uab=14V，I=2+1/5=2.2A，14=Uoc+2.2R（2分）解联立方程的Uoc=8V，R=10（2分）（2分）三、非客观题(本大题8分)试用戴维南定理求解图示电路中电压U和V12电压源供出的功率。四、非客观题(本大题8分)图示电路中N为含源线性电阻网络，当S断开时，abU=12V；当S合上时，abU=14V，求N的戴维南等效电路。10a8V+–b510501.Hi3i1i2i4tt1S1S2t=05FuC1uC25F60Vii5在t1≤t0时，uC1(t)=uC2(t)=u(t)/2，i2(t)=i4(t)，i1(t)=i3(t)，i(t)=i1(t)+i2(t)根据KCL和KVL，我们可得2.5×10–7i”1(t)+1.00125×10–2i’1(t)+1.5i1(t)=6（2分）由此可得：2.5×10–7S2+1.00125×10–2S+1.5=0S1=–150.4，S2=–39900，这是一个过阻尼情况i1(t)=i3(t)=6+K1exp[–150.4(t+10–4)]+K2exp[–39900(t+10–4)]A，由i1(t1+)=i3(t1+)=0，u(t1+)=2uC1(t1+)=0，得6+K1+K2=0，–150.4K1–39900K2=0，K1=–6.0227，K2=0.0227，i1(t)=6–6.0227exp[–150.4(t+10–4)]+0.0227exp[–39900(t+10–4)]A，（2分）当t=0–时，i1(0–)=i3(0–)=i3(0+)=0.0676A=67.6mA，u(t)=2uC1(t)=5i1(t)+0.1i’1(t)=30+60.468exp[–150.4(t+10–4)]–905.62exp[–39900(t+10–4)]Vu(0–)=72.82V，uC1(0–)=uC2(0–)=uC1(0+)=uC2(0+)=36.41V，i1(0+)=36.41/5=7.28A，i(0+)=(60–72.82)/10=–1.28A，i2(0+)=–8.56A，i4(0+)=–1.28+0.0676=–1.214A（2分）NIR解：根据图示电流方向，设单口网络N的VAR为U=Uoc–RoI=RI情况一，Uoc–Ro=10（2分）情况二，Uoc–0.5Ro=20（2分）解联立方程得：Uoc=30V，Ro=20，显然当R=Ro=20时，负载获得最大功率，（2分）此时Pmax=(30/40)220=11.25W（2分）五、非客观题(本大题8分)图示电路中，ututCC11210且t1100s，当tt1时开关S1接通，t0时S2接通，求i0、i10、i20、i30、i40、i50。六、非客观题(本大题8分)图示N为含源线性电阻网络。已知当10R时，A1I；当40R时，A5.0I。试问R为何值时能获得最大功率，最大功率等于多少？解：由于uC1(t1)=uC2(t1)=0，所以在t=t1+时，uC1(t1+)=uC2(t1+)=0，根据题意，在tt1时，系统已经稳定，所以电容和电感都没有初始储能。即：uC1(t1+)=uC2(t1+)=0，i1(t1+)=i3(t1+)=0，i2(t1+)=i4(t1+)=i(t1+)=60/10=6A（2分）+–U6+__+2A1122ViuNi1解：根据戴维南等效规则，N左边单口网络的VAR为u=2–i，（2分）而与N的VAR联立得i’=-2A，u’=4V，（2分）i”=1A，u”=1V，（2分）i1’=2+1=3A，（1分）i1”=2–0.5=1.5A（1分）t0uC412V2H2FiL解：在开关合上以前电路已经稳定，则电感相当于短路，电容相当于开路，所以有uC(0)=12V，iL(0)=0A，而且两者不能突变。（4分）当开关闭合后，L、C退化为一个等幅震荡形式，0=1/LC=1/2=0.5rad/suC(t)=K1cos0.5t+K2sin0.5t，iL(t)=Cu’C(t)=K2cos0.5t–K1sin0.5t，t≥0将初始条件代入得K1=12，K2=0，所以uC(t)=12cos0.5tV，iL(t)=–12sin0.5tA，t≥0（4分）七、非客观题(本大题8分)图示电路中，已知非线性电阻元件N的ui关系为ui2，试求i、i1和u。（u和i的单位分别为V、A）八、非客观题(本大题8分)图示电路在t0时已达稳态。当t0时开关接通，求t≥0时的utC()、itL()。7+__+40V5532Hi1iL31i解：根据题意，iL(0)=0A，i1(0+)=40/(5+5)=4A，（2分）当系统达到稳定后，电感相当于短路，i()=i1()+iL()，5i1()=3i1()+3iL()由此可得3i()=5i1()，8i()=40，i()=5Ai1()=3A，iL()=2A（2分）根据戴维南等效规则，电感两端的VAR为u=4i，等效电阻为4，=L/R=0.5s（2分）利用三要素法将两个电流的方程写出来iL(t)=iL()+(iL(0)–iL())e–t/AiL(t)=2–2e–2tA，t0i1(t)=3+e–2tA，t0（2分）考试成绩80%+平时成绩20%总评成绩=或：考试成绩100%九、非客观题(本大题8分)图示含受控源电路中iL()00。求itL()、it1()，t0。