秋 季 学 期 试 卷 上 海 大 学 0 3 年
课 程 名: 电路A(二) (B 卷) 学 分: 3
成 学号: 姓名: 院、系:
绩 一、 二、 三、 四、 五、 六、 七、 八、 九、 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US?ISR, IS?0, R?0, 则
RUSISA. 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 )
3?2F2、(本小题3分) 电路如图所示,则电路的时间常数?为
2? A. 12.3 s B. 16s +US_ C. 6 s D. 0.08 s
答( C )
6?2?
3、(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15 V,t?2s时为6 V,则电路的时间常数?为
A. 0.458s B. 2.18s C. 0.2s D. 0.1s 答( B )
1HiL5、(本小题3分) 电路如图所示,εiL(0?)?3.5A,则i(t)为:
i2?(t)为单位阶跃函数,
+_ε(t)V2?A. (0.5?1.5e?t)εC. (1?
e)ε(t)
?t(t) B. (0.5?2.5e)ε(t)
?t D. (0.5?1.5e?t)ε(t)
答( A )
1
iL2?2H6、(本小题3分) 图示电路中iL(0)6??1A94t,则t?0的iL(t)等于:
+8V A.
(43?1313?49te?)A B. (43?13e?)A
答( B )
_3?94 C. (1?et)A D.
(13?43?49te)A
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。
a?5V2?a
2A2? 9V + – a
2? b?
b b 4.5A
?I?1mA?2、(本小题3分) 图示电路中元件A消耗的
A50I??20V功率为 1 W。
t?01A100?Fu?3、(本小题3分) 电路如图所示。在开关打开后5ms10V时,电容电压u?t?? 40V 。
1?1?1V
4、(本小题3分) 图示电路的节点电压方程为
b1?1?ac3Ua – Ub – 1 = 1 3Ub – Ua – 1 = 0 , 解得Ub为 5/8 = 0.625 V。
1?1V
2
2?11?2U5、(本小题4分) 电路如图所示,用节
o33?2?6A2?2?4V点分析法可求得电路中的节点电压。在开U1? 6 V,U2? 4 V.
2Uo
t?0?a_?5V6、(本小题3分) 图示电路在tb??0时已处于
?0的,
2?3?3?+_5V+_uC稳态。当t?0时开关由a接至b,则t
uC(t)?+0.2μF 3 – 6e –5t/21 V 。
7、(本小题3分)
a4?4?U?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 8 V 和 8/3
?,由此可求得电压Uo为 4.8 V。
U24?Uo24Vb?
?108、(本小题4分)
已知一阶电路响应的三要素为(1)f(0)??10,f(?)?20,? (2)f(0)?10,f(?)?20,??10。则它们的波形图为;
f(t) 20 10 10 20 30 40 (2分)
t –10 (1) ; f(t) 20 10 10 20 30 40 (2分)
t (2) 。 3
2?三、非客观题 ( 本 大 题8分 )
2?4A12VU24V试用戴维南定理求解图示电路中电压U和
12V电压源供出的功率。
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)
a2AN?S?四、非客观题 (本 大 题8分) 图示电路中N为含
5?+15V-源线性电阻网络,当S断开时,Uab=12V;当S合上时,Uab=14V,求N的戴维南等效电路。
8??b
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)
– 10?
8V +
(2分)
a
b
4
10?S1t?t15?ii15?FS2?i2uC1五、非客观题 ( 本 大 题8分 ) 图示电路中,uC1?t1???当t?t1i5t=0uC2?t1???0且t1??100 ?s,
i3i4uC260V0.1H5?F时开关S1接通,t?0时S2接通,求i?0??、
i1?0??、i2?0??、i3?0??、i4?0??、i5?0??。
解:由于uC1(t1?) = uC2(t1?) = 0,所以在 t = t1+ 时,uC1(t1+) = uC2(t1+) = 0,根据题意,在t < t1 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) 在t1 ≤ t < 0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) + 1.5 i1(t) = 6 (2分) 由此可得:2.5×10–7S2 + 1.00125×10–2S + 1.5 = 0
S1 = –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)] V
u(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)
+ NI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
RU – R?10?时,I?1A;当R?40?时,I?0.5A。试问R为何值时能获得最大功
率,最大功率等于多少?
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)
5