1、注册电气工程师专业考试(供配电专业)分类真题电路与电磁场(四)及答案解析(总分:100.00,做题时间:90 分钟)一、单项选择题(总题数:61,分数:100.00)1.如图所示电路中,t=0 时闭合开关 S,u C1 (0)=u C2 (0 - )=0V,则 u C1 (0 + )等于_V。 (分数:1.00)A.6B.18C.4D.02.图 1 所示电路原已稳定,t=0 时断开开关 S,则 u C1 (0 + )等于_V。 (分数:1.00)A.5B.25C.10D.203.图 1 所示电路中,U s =6V,R 1 =1,R 2 =2,R 3 =4,开关闭合前电路处于稳态,t=0 时开关
2、 S闭合。t=0 + 时,u C (0 + )为_V。 (分数:1.00)A.-6B.6C.-4D.44.图 1 所示电路中,U s =10V,R 1 =3,R 2 =2,R 3 =2,开关 S 闭合前电路处于稳态,t=0 时开关S 闭合。t=0 + 时,i L1 (0 + )为_A。 (分数:1.00)A.2B.-2C.2.5D.-2.55.图 1 所示电路原已稳定,t=0 时断开开关 S,则 u C1 (0 + )为_V。 (分数:1.00)A.10B.15C.20D.256.如图所示电路中,t=0 时闭合开关 S,u 1 (0 - )=u 2 (0 - )=0V,则 u 1 (0 + )
3、应为_V。 (分数:1.00)A.6B.4C.0D.87.如图所示电路中 u C (0 - )=0,在 t=0 时闭合开关 S 后,t=0 + 时刻 i C (0 + )应为_A。 (分数:1.00)A.3B.6C.2D.188.如图所示电路中,U=220V,f=50Hz,S 断开及闭合时电流 I 的有效值均为 0.5A,则感抗 X L 为_。 (分数:1.00)A.220B.440C.380D.不能确定9.如图所示电路 u C1 (0 - )=u C2 (0 - )=0,当 t=0 时闭合开关 S 后,u C1 为_。 (分数:1.00)A.12e-t/V,=3sB.(12-8e-t/)V,
4、=3sC.8e-t/V,=3sD.8(1-e-t/)V,=3s10.如图所示电路中,u C1 (0 - )=10V,u C2 (0 - )=0,当 t=0 时闭合开关 S 后,u C1 应为_V。(以下各式中 =10s) A B C D (分数:1.00)A.B.C.D.11.如图所示电路中,i L (0 - )=0,在 t=0 时闭合开关 S 后,t=0 + 时 应为_。 (分数:1.00)A.0B.Us/RC.Us/LD.Us12.如图所示电路中 i L (0 - )=0,在 t=0 时闭合开关 S 后,电感电流 i L (t)为_A。 (分数:1.00)A.75B.75tC.3000tD
5、.300013.如图所示电路中,i L (0 - )=0,在 t=0 时闭合开关 S 后,i L 应为_A。(以下各式中 =110 -6 s) A B C D (分数:1.00)A.B.C.D.14.如图 1 所示电路原已稳定,t=0 时闭合开关 S 后,则 i L (t)为_A。 (分数:1.00)A.1.5-0.9e-4000tB.0.9+1.5e-tC.0D.1.5+0.9e-4000t15.如图 1 所示电路中,电路原已达稳态,设 t=0 时开关 S 打开,则开关 S 断开后的电容电压 u(t)、电感电流 i(t)为_。 图 1A B C D (分数:1.00)A.B.C.D.16.如
6、图 1 所示电路原已进入稳态,t=0 时闭合开关 S 后,u L (t)为_V,i L (t)应为_A。 (分数:1.00)A.-3e-t,4-3e-10tB.3e-t,4-3e-tC.0,0D.1+3e-t,4+3e-t17.如图 1 所示电路中,开关 S 闭合前电路已处于稳态,t=0 时开关 S 闭合。开关闭合后的 u C (t)为_V。 图 1A B C D (分数:1.00)A.B.C.D.18.图 1 所示电路,换路前已处于稳定状态,在 t=0 时开关 S 打开。开关 S 打开后的电流 i L (t)为_A。 (分数:1.00)A.3-e20tB.3-e-20tC.3+e-20tD.
7、3+e20t19.如图所示电路中,u C1 (0 - )=15V,u C2 (0 - )=6V,当 t=0 时闭合开关 S 后,u C1 (t)为_V。 A B C D (分数:1.00)A.B.C.D.20.如图中所示电路,开关闭合后,C 1 上的电压为_V。 A2-e -1000t V B2+e -1000t V C D (分数:1.00)A.B.C.D.21.如图所示电路中,将电路中的开关 S 闭合后,等待一段时间直到 100 电阻上发出的热量不再变化,则 100 电阻上总共发出的热量为_J。 (分数:1.00)A.110B.220C.440D.40022.图 1 所示电路的时间常数为_
8、ms。 (分数:1.00)A.2.5B.2C.1.5D.123.如图所示电路的时间常数 应为_ms。 (分数:2.00)A.16B.4C.2D.824.在 R=4k、L=4H、C=1F 三个元件串联的电路中,电路的暂态属于_。(分数:2.00)A.振荡B.非振荡C.临界振荡D.不能确定25.在 R=9k、L=9H、C=1F 三个元件串联的电路中,电路的暂态属于_。(分数:2.00)A.振荡B.非振荡C.临界振荡D.不能确定26.在 R=6k、L=8H、C=2F 三个元件串联的电路中,电路的暂态属于_。(分数:2.00)A.振荡B.不能确定C.临界振荡D.非振荡27.在 R=6k、L=4H、C=
9、1F 三个元件串联的电路中,电路的暂态属于_。(分数:2.00)A.非振荡B.振荡C.临界振荡D.不能确定28.已知如图所示二阶动态电路的过渡过程是欠阻尼,则电容 C 应小于_F。 (分数:2.00)A.0.012B.0.024C.0.036D.0.04829.在 R=9k、L=36H、C=1F 三个元件串联的电路中,电路的暂态属于_。(分数:2.00)A.非振荡B.振荡C.临界振荡D.不能确定30.在 R=17k、L=4.23H、C=0.47F 三个元件串联的电路中,电路的暂态属于_。(分数:2.00)A.非振荡B.临界振荡C.振荡D.不能确定31.如图 1 所示电路中,换路前已达稳态,在
10、t=0 时开关 S 打开,欲使电路产生临界阻尼响应,R 应取_。 (分数:2.00)A.3.16B.6.33C.12.66D.2032.两半径为 a 和 b(ab)的同心导体球面间电位差为 V 0 ,问:若 b 固定,要使半径为 a 的球面上电场强度最小,a 与 b 的比值应为_。(分数:2.00)A.1/3B.1/eC.1/2D.1/433.一高压同心圆球,外导体的内半径为 b,内导体的半径为 a,其值可以自由选定。若 b 固定,要使半径为 a 的内导体表面上电场强度最小,b 与 a 的比值应该是_。(分数:2.00)AeB.2C.3D.434.在真空中,一半径为 a、体密度为 的均匀带电球
11、体,球内外的介电常数均为 0 ,则在均匀带电球中心的电场强度 E 为_。 A B0 C D (分数:2.00)A.B.C.D.35.一个高压同轴圆柱电缆,外导体的内半径为 b,内导体的半径为 a,其值可以自由选定。若 b 固定,要使半径为 a 的内导体表面上电场强度最小,b 与 a 的比值应该是_。(分数:2.00)AeB.2C.3D.436.一高压同轴圆柱电缆,内导体的半径为 a,外导体的内半径为 b,其值可以自由选定。若 a 固定,要使内导体表面上电场强度最小,a 与 b 的比值应该是_。 A B C D (分数:2.00)A.B.C.D.37.在一个圆柱形电容器中,置有两层同轴的圆柱体,
12、其内导体的半径为 2cm,外导体的内半径为 8cm,内、外两绝缘层的厚度分别为 2cm 和 4cm。内、外导体间的电压为 150V(以外导体为电位参考点)。设有一根薄的金属圆柱片放在两层绝缘体之间,为了使两层绝缘体内的最大电场强度相等,金属圆柱片的电位应为_V。(分数:2.00)A.100B.250C.667D.36038.在一个圆柱形电容器中,置有两层同轴的绝缘体,其内导体的半径为 3cm,外导体的内半径为 12cm,内、外两绝缘层的厚度分别为 3cm 和 6cm。内、外导体间的电压为 270V(以外导体为电位参考点)。设有一很薄的金属圆柱片放在两层绝缘体之间,为了使两绝缘体内的最大场强相等
13、,金属圆柱片的电位应为_V。(分数:2.00)A.60B.90C.150D.18039.无限大真空中一半径为 a 的球,内部均匀分布有体电荷,电荷总量为 q。在 ra 的球外,任一点 r 处电场强度的大小 E 为_V/m。 A B C D (分数:2.00)A.B.C.D.40.一半径为 R 的金属半球,置于真空中的一无限大接地导电平板上,在球外有一点电荷 q,位置如图 1所示。在用镜像法计算点电荷 q 受力时,需放置镜像电荷的数目为_个。 (分数:2.00)A.4B.3C.2D.无限多41.在无限大真空中,有一半径为 a 的导体球,离球心 d(da)处有一点电荷 q。该导体球的电位 应为_。
14、 A B C D (分数:2.00)A.B.C.D.42.在真空中,相距为 a 的两无限大均匀带电平板,面电荷密度分别:+ 和-。该两带电平板间的电位V 应为_。 A B C D (分数:2.00)A.B.C.D.43.真空中,一平面场强为 (分数:2.00)A.-0.65B.0.65C.-11.24D.11.2444.有一个紧靠地面的半球形接地体,其半径为 0.5m,土壤的电导率 =10 -2 S/m,则此接地体的接地电阻为_。(分数:2.00)A.31.84B.7.96C.63.68D.15.9245.一半径为 1m 的半球导体球当做接地电极深埋于地下,其平面部分与地面相重合,土壤的电导率
15、 =10 -2 S/m。则此接地体的接地电阻为_。(分数:2.00)A.15.92B.7.96C.63.68D.31.8446.有一个紧靠地面的半球形接地体,其半径为 0.5m,土壤的导电率 =10 -1 S/m。则此接地体的接地电阻为_。(分数:2.00)A.3.184B.7.96C.6.368D.1.59247.一半球形接地系统,已知其接地电阻为 100,土壤电导率 =10 -2 S/m,设有短路电流 500A 从该接地体流入地中,有人正以 0.6m 的步距向此接地系统前进,前足距接地体中心 2m,则跨步电压为_V。(分数:2.00)A.512B.624C.728D.91848.一半球形接
16、地系统,已知其接地电阻为 300,土壤的电导率 =10 -2 S/m,设有短路电流 100A 从该接地体流入地中,有人正以 0.6m 的步距向此接地系统前进,前足距接地体中心 4m,则跨步电压近似为_V。(分数:2.00)A.104B.26C.78D.5249.一半球形接地系统,已知其接地电阻为 4,土壤的电导率 =10 -2 S/m,当短路电流 250A,从该接地体流出。有人正以 0.6m 的步距向此接地中心前进,且其后足距接地体中心 2m,则跨步电压为_V。(分数:2.00)A.852.65B.426.32C.419.52D.326.6250.球形电容器的内半径 R 1 =5cm,外半径
17、R 2 =10cm。若介质的电导率 =10 -10 S/m,则该球形电容器的漏电导为_S。(分数:2.00)A.0.210-9B.0.1510-9C.0.12610-9D.0.1010-951.平板电容器,保持板上电荷量不变,充电后切断电源。当板间距离变为 2d 时,两板间的力为_。(分数:2.00)AFB.F/2C.F/4D.F/852.内半径为 a,外半径为 b 的导电管,中间填充空气,流过直流电流 I。在 a 的区域中,磁场强度 H为_A/m。 A B C0 D (分数:2.00)A.B.C.D.53.一无损耗同轴电缆,其内导体的半径为 a,外导体的内半径为 b。内外导体间媒质的磁导率为
18、 ,介电常数为 。该同轴电缆单位长度的外电感 L 0 应为_。 A B C D (分数:2.00)A.B.C.D.54.无限长无损耗传输线上任意处的电压在相位上超前电流的角度为_。(分数:2.00)A.90B.-90C.0D.某一固定角度55.电阻为 300 的信号源通过特性阻抗为 300 传输线向 75 的电阻性负载供电,为达到匹配目的,在传输线与负载间插入一段长度为 /4 的无损传输线,该线的特性阻抗应为_。(分数:2.00)A.187.5B.150C.600D.7556.电阻为 300 的信号源通过特性阻抗为 36 的传输线向 25 的电阻性负载馈电,为达到匹配的目的,在传输线与负载间插
19、入一段 /4 的无损耗传输线,该线的特性阻抗应为_。(分数:2.00)A.30B.150C.20D.7057.终端短路的无损耗传输线长度为波长的倍数为_时,其入端阻抗的绝对值不等于特性阻抗。(分数:2.00)A.1/8B.3/8C.1/2D.5/858.内阻抗为 250 的信号源通过特性阻抗为 75 的传输线向 300 的电阻性负载供电,为达到匹配目的,在传输线与负载间插入一段长度为 /4 的元损耗传输线,该线的特性阻抗应为_。(分数:2.00)A.150B.375C.250D.187.559.终端开路的无损耗传输线的长度为波长的倍数为_时,其输入端阻抗的绝对值不等于特性阻抗。(分数:2.00
20、)A.11/8B.5/8C.7/8D.1/260.一特性阻抗为 Z 0 =50 的无损耗传输线经由另一长度 l=0.105( 为波长),特性阻抗为 Z 02 的无损耗传输线达到与 Z L =40+j10 的负载匹配。应取 Z 02 为_。(分数:2.00)A.38.75B.77.5C.56D.6661.终端短路的无损耗传输线长度为波长的倍数为_时,其入端阻抗的绝对值等于特性阻抗。(分数:2.00)A.1/8B.1/4C.3/4D.1/2注册电气工程师专业考试(供配电专业)分类真题电路与电磁场(四)答案解析(总分:100.00,做题时间:90 分钟)一、单项选择题(总题数:61,分数:100.0
21、0)1.如图所示电路中,t=0 时闭合开关 S,u C1 (0)=u C2 (0 - )=0V,则 u C1 (0 + )等于_V。 (分数:1.00)A.6B.18 C.4D.0解析:解析 因为 u C1 (0 - )=u C2 (0 - )=0,电路为零状态,开关闭合后使电容电压发生强迫跃变,有 u C1 (0 + )+u C2 (0 + )=U s (1) 此时有 (2) 对式(2)两端从 t=0 - 到 0 + 求积分,且 u C1 和 u C2 在 t=0 时为有限值,则 C 1 u C1 (0 + )-u C1 (0 - )=C 2 u C2 (0 + )-u C2 (0 - )
22、(3) (电容的电荷守恒定律,电容 C 1 和 C 2 有关的总电荷不发生跃变) 联立式(1)、式(3)求解得 。 本题中 u C1 (0 - )=u C2 (0 - )=0,则 2.图 1 所示电路原已稳定,t=0 时断开开关 S,则 u C1 (0 + )等于_V。 (分数:1.00)A.5B.25C.10 D.20解析:解析 (1)开关 S 断开前,电路稳定,电路如图 2 所示。电容上的电压初始值求取过程如下 u=50V-5I=50V-55V=25V (2)根据换路定则,可知 u C1 (0 + )=u C1 (0 - )=10V。 3.图 1 所示电路中,U s =6V,R 1 =1,
23、R 2 =2,R 3 =4,开关闭合前电路处于稳态,t=0 时开关 S闭合。t=0 + 时,u C (0 + )为_V。 (分数:1.00)A.-6B.6C.-4D.4 解析:解析 开关闭合前电路处于稳态,如图 2 所示。根据图 2 可得电容电压的初始值: 4.图 1 所示电路中,U s =10V,R 1 =3,R 2 =2,R 3 =2,开关 S 闭合前电路处于稳态,t=0 时开关S 闭合。t=0 + 时,i L1 (0 + )为_A。 (分数:1.00)A.2 B.-2C.2.5D.-2.5解析:解析 开关 S 闭合前电路处于稳态,如图 2 所示。根据图 2 可得电感电流初始值 。开关闭合
24、时,i L1 (0 + )=i L1 (0 - )=2A。 5.图 1 所示电路原已稳定,t=0 时断开开关 S,则 u C1 (0 + )为_V。 (分数:1.00)A.10B.15C.20 D.25解析:解析 (1)原已稳定的电路如图 2 所示,u C1 (0 - )为 8 电阻的电压,根据图 2 可得 图 2u=100V-10i=100V-105V=50V 6.如图所示电路中,t=0 时闭合开关 S,u 1 (0 - )=u 2 (0 - )=0V,则 u 1 (0 + )应为_V。 (分数:1.00)A.6B.4C.0D.8 解析:解析 因为 u 1 (0 - )=u 2 (0 - )
25、=0V,电路为零状态,开关闭合后使电容电压发生强迫跃变,有 u 1 (0 + )+u 2 (0 + )=U s (1) 此时有: (2) 对式(2)两端从 t=0 - 到 0 + 求积分,且 u 1 和 u 2 在 t=0 时为有限值,则 C 1 u 1 (0 + )-u 1 (0 - )=C 2 u 2 (0 + )-u 2 (0 - ) (3) (电容的电荷守恒定律,电容 C 1 和 C 2 有关的总电荷不发生跃变) 联立式(1)、式(3)求解得 。 本题中 u 1 (0 - )=u 2 (0 - )=0V,则 7.如图所示电路中 u C (0 - )=0,在 t=0 时闭合开关 S 后,
26、t=0 + 时刻 i C (0 + )应为_A。 (分数:1.00)A.3 B.6C.2D.18解析:解析 (1)开关闭合瞬间,先求电容上电压的初始值,即 u C (0 + )=u C (0 - )=0V。 (2)开关闭合后到达稳态时有 u C ()=U s =6V。 (3)时间常数 =RC。 (4)根据三要素法可得电容上的电压 。 (5)电容上流过的电流 。 (6)t=0 + 时刻电容电流的初始值 8.如图所示电路中,U=220V,f=50Hz,S 断开及闭合时电流 I 的有效值均为 0.5A,则感抗 X L 为_。 (分数:1.00)A.220 B.440C.380D.不能确定解析:解析
27、开关 S 闭合后,电路进入稳定状态时,有 (1) 开关 S 断开后,电路进入稳定状态时,有 9.如图所示电路 u C1 (0 - )=u C2 (0 - )=0,当 t=0 时闭合开关 S 后,u C1 为_。 (分数:1.00)A.12e-t/V,=3sB.(12-8e-t/)V,=3sC.8e-t/V,=3sD.8(1-e-t/)V,=3s 解析:解析 根据三要素法求解。 已知 u C1 (0 - )=u C2 (0 - )=0,根据换路定则可知 u C1 (0 + )=u C2 (0 + )=0,则 根据图 2 求 ,即 =R(C 1 +C 2 )=3s,则 10.如图所示电路中,u C
28、1 (0 - )=10V,u C2 (0 - )=0,当 t=0 时闭合开关 S 后,u C1 应为_V。(以下各式中 =10s) A B C D (分数:1.00)A.B.C.D. 解析:解析 (1)开关 S 闭合瞬间,先求电容上的初始值为 u C1 (0 + )=u C1 (0 - )=10V;u C2 (0 + )=u C2 (0 - )=0 (2)换路后 C 1 经 R 向 C 2 充电,C 1 放电,C 1 储存的电荷在两个电容上重新分配,但总量不变。 C 1 u C1 ()+C 2 u C2 ()=C 1 u C1 (0 + )+C 2 u C2 (0 + ) (1) 到达稳态时有
29、 u C1 ()=u C2 () (2) 由式(1)、式(2)解得 (3)时间常数 。 (4)依三要素法得 11.如图所示电路中,i L (0 - )=0,在 t=0 时闭合开关 S 后,t=0 + 时 应为_。 (分数:1.00)A.0B.Us/RC.Us/L D.Us解析:解析 (1)开关闭合瞬间,先求电感上的初始值 i L (0 + )=i L (0 - )=0。 (2)开关闭合后到达稳态时有 i L ()=U s /R。 (3)时间常数 =L/R。 (4)依三要素法得 。 (5) 12.如图所示电路中 i L (0 - )=0,在 t=0 时闭合开关 S 后,电感电流 i L (t)为
30、_A。 (分数:1.00)A.75B.75tC.3000t D.3000解析:解析 (1)闭合开关 S 后电感上的初始值 i L (0 + )=i L (0 - )=0。 (2)开关闭合后到达稳态时有 i L ()=U s /R。 (3)时间常数 =L/R。 (4)三要素法: (5) (6) 13.如图所示电路中,i L (0 - )=0,在 t=0 时闭合开关 S 后,i L 应为_A。(以下各式中 =110 -6 s) A B C D (分数:1.00)A. B.C.D.解析:解析 已知 i L (0 - )=0,根据换路定则可知 i L (0 + )=i L (0 - )=0。 根据上图
31、可得开关合上后,电路进入稳态后,电感视为短路,因此稳态电流为 时间常数 。 则根据三要素公式可得 14.如图 1 所示电路原已稳定,t=0 时闭合开关 S 后,则 i L (t)为_A。 (分数:1.00)A.1.5-0.9e-4000tB.0.9+1.5e-tC.0D.1.5+0.9e-4000t 解析:解析 (1)开关 S 未合上前,电路如图 2(a)所示。 图 2则电流 。根据换路定则,可知 i L (0 + )=i L (0 - )=2.4A。 (2)开关 S 闭合后,电路进入稳态,如图 2(b)所示。可得电流为 (3)求时间常数 :据图 2(c)求得 R=10+10(10+5)=16
32、,可求得 。 (4)根据三要素公式可求得 15.如图 1 所示电路中,电路原已达稳态,设 t=0 时开关 S 打开,则开关 S 断开后的电容电压 u(t)、电感电流 i(t)为_。 图 1A B C D (分数:1.00)A. B.C.D.解析:解析 (1)开关 S 未断开前,电路原已达稳态,如图 2(a)所示。 图 2根据图 2(a)可得:u(0 - )=6V; 。 则 i(0 - )=i 1 (0 - )-i 2 (0 - )=-2A 根据换路定则可知:u(0 + )=u(0 - )=6V;i(0 + )=i(0 - )=-2A。 (2)开关 S 打开后电路进入稳态,电路如图 2(b)所示
33、。根据图 2(b)左图可得 u()=3V。 (3)时间常数 =RC=(33)2=1.52s=3s。 (4)根据三要素公式求得 。 (5)据图 2(b)右图可得 i()=0A。 (6)时间常数 =L/R=1/3s。 (7)根据三要素公式求得 16.如图 1 所示电路原已进入稳态,t=0 时闭合开关 S 后,u L (t)为_V,i L (t)应为_A。 (分数:1.00)A.-3e-t,4-3e-10tB.3e-t,4-3e-t C.0,0D.1+3e-t,4+3e-t解析:解析 (1)开关未闭合时,电路进入稳态,则电感电流初始值 。 (2)开关闭合时,根据换路定则可知 i L (0 + )=i
34、 L (0 - )=1A。 (3)开关闭合后,电路如图 2 所示。则稳态电流 。 图 2(4)时间常数 。 (5)根据三要素公式可求得 (6) 17.如图 1 所示电路中,开关 S 闭合前电路已处于稳态,t=0 时开关 S 闭合。开关闭合后的 u C (t)为_V。 图 1A B C D (分数:1.00)A.B. C.D.解析:解析 (1)开关闭合前,电容电压的初始值 u C (0 - )=10V。根据换路定则可知开关闭合时的电容电压 u C (0 + )=u C (0 - )=10V。 (2)开关闭合后,电路如图 2(a)所示。则电容电压的稳态值 u C ()= 。 图 2(3)时间常数
35、=RC,根据图 2(b)求等效电阻 2.410 3 ,则 =RC=2.410 3 1010 -6 F=2.410 -2 s。 (4)根据三要素公式可得 18.图 1 所示电路,换路前已处于稳定状态,在 t=0 时开关 S 打开。开关 S 打开后的电流 i L (t)为_A。 (分数:1.00)A.3-e20tB.3-e-20tC.3+e-20t D.3+e20t解析:解析 (1)原电路已进入稳态,则电感短路,电感电流初始值 ,开关 S 打开时,根据换路定则可得 i L (0 + )=i L (0 - )=4A。 (2)开关 S 打开后,电路如图 2 所示。则稳态电流 。 图 2(3)时间常数
36、。将图 2 中的 30V 电压源短路,则等效电阻 R=10,时间常数 。 (4)根据三要素公式可得 19.如图所示电路中,u C1 (0 - )=15V,u C2 (0 - )=6V,当 t=0 时闭合开关 S 后,u C1 (t)为_V。 A B C D (分数:1.00)A. B.C.D.解析:解析 (1)开关闭合瞬间,根据换路定则求电容上的初始值得 u C1 (0 + )=u C1 (0 - )=15V;u C2 (0 + )=u C2 (0 - )=6V (2)换路后 C 1 经 R 向 C 2 充电,C 1 放电,C 1 储存的电荷在两个电容上重新分配,但总量不变。 C 1 u C1
37、 ()+C 2 u C2 ()=C 1 u C1 (0 + )+C 2 u C2 (0 + ) (1) 到达稳态时有 u C1 ()=u C2 () (2) 由式(1)和式(2)解得 (3)时间常数 : (4)三要素法: 20.如图中所示电路,开关闭合后,C 1 上的电压为_V。 A2-e -1000t V B2+e -1000t V C D (分数:1.00)A. B.C.D.解析:解析 (1)开关闭合前,u C1 (0 - )=2V,u C2 (0 - )=0V。 (2)开关闭合后,t=0 + 时,根据 KVL 应有 u C1 (0 + )+u C2 (0 + )=2V (1) (3)电容
38、上的电压不能突变,换路前后瞬间电容上电荷守恒有 C 1 u C1 (0 + )+C 2 u C2 (0 + )=C 1 u C1 (0 - )+C 2 u C2 (0 - ) (2) 由式(1)、式(2)解得 (4)到达稳态时有 u C1 ()=u C2 ()=2V。 (5)时间常数 =R(C 1 +C 2 )=100(5+5)s=1s。 (6)依三要素法得 21.如图所示电路中,将电路中的开关 S 闭合后,等待一段时间直到 100 电阻上发出的热量不再变化,则 100 电阻上总共发出的热量为_J。 (分数:1.00)A.110B.220 C.440D.400解析:解析 当开关 S 闭合瞬间,
39、电感上的电压初始值 。 进入稳态后,电感上的电压稳态值 u L ()=0V。 等效电阻 。 时间常数 。 则电感两端的电压 。 则电阻 100 上发出的热量 22.图 1 所示电路的时间常数为_ms。 (分数:1.00)A.2.5B.2C.1.5D.1 解析:解析 根据图 2 应用基尔霍夫电压定律可得 图 215=206i+j0.12i=120i+j(0.12)i=Ri+jLi 根据上式可得等效电阻 R=120,L=0.12H,则时间常数 23.如图所示电路的时间常数 应为_ms。 (分数:2.00)A.16B.4C.2D.8 解析:解析 将上图中 0.1H 的电感断开,求等效电阻。假设端口电
40、压为 u,电流为 i,应用基尔霍夫定律可得 u=-10i 1 +10V,i=0.2i 1 -i 1 。求得 u=12.5i+10V,则等效电阻 R=12.5。已知 L=0.1H,则时间常数 24.在 R=4k、L=4H、C=1F 三个元件串联的电路中,电路的暂态属于_。(分数:2.00)A.振荡B.非振荡C.临界振荡 D.不能确定解析:解析 ,由于25.在 R=9k、L=9H、C=1F 三个元件串联的电路中,电路的暂态属于_。(分数:2.00)A.振荡B.非振荡 C.临界振荡D.不能确定解析:解析 ,R=9k,由于26.在 R=6k、L=8H、C=2F 三个元件串联的电路中,电路的暂态属于_。
41、(分数:2.00)A.振荡B.不能确定C.临界振荡D.非振荡 解析:解析 ,R=6k,由于27.在 R=6k、L=4H、C=1F 三个元件串联的电路中,电路的暂态属于_。(分数:2.00)A.非振荡 B.振荡C.临界振荡D.不能确定解析:解析 ,R=6k,由于28.已知如图所示二阶动态电路的过渡过程是欠阻尼,则电容 C 应小于_F。 (分数:2.00)A.0.012 B.0.024C.0.036D.0.048解析:解析 欠阻尼二阶动态电路,则 。据上图可得29.在 R=9k、L=36H、C=1F 三个元件串联的电路中,电路的暂态属于_。(分数:2.00)A.非振荡B.振荡 C.临界振荡D.不能
42、确定解析:解析 R=9k, ,由于30.在 R=17k、L=4.23H、C=0.47F 三个元件串联的电路中,电路的暂态属于_。(分数:2.00)A.非振荡 B.临界振荡C.振荡D.不能确定解析:解析 R=17k, ,由于31.如图 1 所示电路中,换路前已达稳态,在 t=0 时开关 S 打开,欲使电路产生临界阻尼响应,R 应取_。 (分数:2.00)A.3.16B.6.33 C.12.66D.20解析:解析 (1)原电路已稳定,如图 2(a)所示,则电感电流初始值 0.1A。开关打开时,根据换路定则可知 i L (0 - )=i L (0 + )=0.1A。电容电压初始值 u C (0 -
43、)=0v,开关打开时,根据换路定则可知 u C (0 - )=u C (0 + )=0。 图 2(2)开关打开后,电路如图 2(b)所示。欲使电路发生临界阻尼响应,则 R= 32.两半径为 a 和 b(ab)的同心导体球面间电位差为 V 0 ,问:若 b 固定,要使半径为 a 的球面上电场强度最小,a 与 b 的比值应为_。(分数:2.00)A.1/3B.1/eC.1/2 D.1/4解析:33.一高压同心圆球,外导体的内半径为 b,内导体的半径为 a,其值可以自由选定。若 b 固定,要使半径为 a 的内导体表面上电场强度最小,b 与 a 的比值应该是_。(分数:2.00)AeB.2 C.3D.
44、4解析:解析 设同心圆球内外球面施加得电压为 U。 同心圆球内(arb)的电场是球对称的,其电场强度为 (1) 则电压为 (2) 整理式(2)得 (3) 将式(3)代入式(1)可得 (4) 若 U、b 固定,a 可变,可令 ,求极值点,即将 r=a 代入式(4)得 (5) 则应用式(5)根据 求得 34.在真空中,一半径为 a、体密度为 的均匀带电球体,球内外的介电常数均为 0 ,则在均匀带电球中心的电场强度 E 为_。 A B0 C D (分数:2.00)A.B. C.D.解析:解析 选择坐标原点与球心重合,则不论球内外,D、E 都是径向的,即为 D r ,E r 。当 ra时, 35.一个
45、高压同轴圆柱电缆,外导体的内半径为 b,内导体的半径为 a,其值可以自由选定。若 b 固定,要使半径为 a 的内导体表面上电场强度最小,b 与 a 的比值应该是_。(分数:2.00)Ae B.2C.3D.4解析:解析 应用高斯通量定理可求得内外柱面间的场为 。若给定内、外圆柱面的半径 a、b 和外加电压 U,则 。即 E(r)= 。 电场强度 E(r)的最大值在 r=a 上, 。 电场强度 E(r)的最小值在 r=b 上, 。 当外柱面半径 b 和两柱面间电压 U 固定,内柱面半径 a 可变时,只要 取得最小值,此时 ,即 36.一高压同轴圆柱电缆,内导体的半径为 a,外导体的内半径为 b,其
46、值可以自由选定。若 a 固定,要使内导体表面上电场强度最小,a 与 b 的比值应该是_。 A B C D (分数:2.00)A. B.C.D.解析:37.在一个圆柱形电容器中,置有两层同轴的圆柱体,其内导体的半径为 2cm,外导体的内半径为 8cm,内、外两绝缘层的厚度分别为 2cm 和 4cm。内、外导体间的电压为 150V(以外导体为电位参考点)。设有一根薄的金属圆柱片放在两层绝缘体之间,为了使两层绝缘体内的最大电场强度相等,金属圆柱片的电位应为_V。(分数:2.00)A.100 B.250C.667D.360解析:解析 圆柱体电容器或同轴电缆的电场强度和电位的公式计算。根据题意作如图所示。设金属圆柱片的电位为 (电位参考点取在外导体上),则 (1) 由于内导体与金属圆柱片间的电压为 ,已知内外导体间的电压为 150V,则 150V-=U 0 ,即 (2) 联立式(1)和式(2),得 (3) 由于 ,所示最大电场强度出现在 r=a 时,有 ;出现在 r=b 时,有 。欲使 E 1max =E 2max ,则 (4) 联立式(3)、式(4)可得 38.在一个圆柱形电容器中,置有两层同轴的绝缘体,其内导体的半径为 3cm,外导体的内半径为 12cm,内、外两绝缘层的厚度分别为 3cm 和 6cm。内、外导体间的电压为 270V(以外导体为电位参考点)。设
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