【考研类试卷】电路知识-49及答案解析.doc

1、电路知识-49 及答案解析(总分：100.00，做题时间：90 分钟)一、计算题(总题数：13，分数：100.00)1.求如图所示二端口网络的 Y 参数矩阵，Z 参数矩阵。 （分数：9.00）_2.已知二端口网络参数矩阵为 （分数：7.00）_3.电路如图所示，已知二端口的 H 参数矩阵为 ，求电压转移函数 （分数：7.00）_4.如图所示电路，已知 S 打开时， ；S 闭合时， ，Z L =10+j5。求 Z。 （分数：7.00）_5.如下图所示，电路中含一个非线性电阻，其特性为 求 U 和 U 1 。 （分数：7.00）_6.如图所示，非线性电阻具有流控型的伏安特性 u=f(i)，非线性受

2、控电流源 i d =g(u)，试写出电路的结点方程。 （分数：7.00）_7.图 1 所示电路，设二极管的伏安特性为 i d =10 -6 (e 4 u d -1)A，式中 u d 为二极管的电压，其单位为 V。已知 R 1 =0.5，R 2 =0.5，R 3 =0.75，u S =2V。试用图解法求出静态工作点。 （分数：7.00）_8.在图 1(a)所示电路中，开关 S 原为闭合，电路已达稳态。t=0 时 S 打开，求 u(t)。 已知 I S =50mA，C=1F，非线性电阻的伏安特性曲线如图 1(b)所示。 （分数：7.00）_9.写出如图所示电路的结点电压方程，假设电路中各非线性电阻

3、的伏安特性为 （分数：7.00）_10.图 1(a)电路中的非线性电阻具有方向性，其特性如图 1(b)所示。当正向连接(a 与 c 连接，b 与 d 连接)时测得 I=2A。求反向连接(a 与 d 连接，b 与 c 连接)时，电流 I=? （分数：7.00）_图(a)所示电路，非线性电阻的伏安特性如图(b)所示。 （分数：14.00）(1).若 U S =2.5V，求 R 0 在何取值范围内电路有多个解答；（分数：7.00）_(2).若 R 0 =0.5，求 U s 在何取值范围内电路有多个解答。（分数：7.00）_11.图 1 所示电路，t0 时 S 打开，u C (0 - )=0。今于 t

4、=0 时刻闭合 S。求 t0 时的响应 u C (t)。 （分数：7.00）_12.图 1 所示电路，非线性电阻的伏安特性为 u，i 的单位分别为 V，A。已知 ，求电流 i(t)。 （分数：7.00）_电路知识-49 答案解析(总分：100.00，做题时间：90 分钟)一、计算题(总题数：13，分数：100.00)1.求如图所示二端口网络的 Y 参数矩阵，Z 参数矩阵。 （分数：9.00）_正确答案：()解析：解： 2.已知二端口网络参数矩阵为 （分数：7.00）_正确答案：()解析：解：Y 12 Y 21 ，所以二端口网络含受控源的等效 型电路如图所示 由于 3.电路如图所示，已知二端口的

5、 H 参数矩阵为 ，求电压转移函数 （分数：7.00）_正确答案：()解析：解：由已知条件的 H 参数矩阵可得 端口同时满足 经化简可得 ，由此可得电压转移函数为 4.如图所示电路，已知 S 打开时， ；S 闭合时， ，Z L =10+j5。求 Z。 （分数：7.00）_正确答案：()解析：解：因有 当 时，有 当 S 闭合时，有 将 ，z L =10+j5 代入以上各式，联立求解得 z 12 =-j 10 ，z 22 =-j15 故得 5.如下图所示，电路中含一个非线性电阻，其特性为 求 U 和 U 1 。 （分数：7.00）_正确答案：()解析：解：令 I=0，U x =I x 80=-8

6、0V 对节点使用 KCL： 开路电压 U oc =-U x +10I 1 +50=100V 令 U=0 对节点使用 KCL： U x =80V 短路电流 戴维宁等效电阻 诺顿等效电路如下图所示。 根据 KCL 6.如图所示，非线性电阻具有流控型的伏安特性 u=f(i)，非线性受控电流源 i d =g(u)，试写出电路的结点方程。 （分数：7.00）_正确答案：()解析：解：结点 结点 7.图 1 所示电路，设二极管的伏安特性为 i d =10 -6 (e 4 u d -1)A，式中 u d 为二极管的电压，其单位为 V。已知 R 1 =0.5，R 2 =0.5，R 3 =0.75，u S =2

7、V。试用图解法求出静态工作点。 （分数：7.00）_正确答案：()解析：解：将二极管以左的线性部分电路用戴维宁等效电路替代如图 2(a)所示，其中电压源 8.在图 1(a)所示电路中，开关 S 原为闭合，电路已达稳态。t=0 时 S 打开，求 u(t)。 已知 I S =50mA，C=1F，非线性电阻的伏安特性曲线如图 1(b)所示。 （分数：7.00）_正确答案：()解析：解：该题为求非线性一阶电路的零状态响应，由于非线性的伏安特性是分段线性，可用不同的分段线性来等效。这样就可以用线性一阶电路的三要素法来求解。具体分析如下： 设电容电压脉冲到 u(t)=5V 的时刻为 t 1 ，则有： 0t

8、t 1 时，由于 u c (0 + )=u c (0 - )=0，S 打开后，电容开始充电，u c 开始上升，非线性电阻上的电压 u=u c 也开始上升。从图 1(b)可知，这段的非线性电阻可用一线性电阻 R 1 表示 做出等效电路如图 2(a)所示，则零输入响应为 9.写出如图所示电路的结点电压方程，假设电路中各非线性电阻的伏安特性为 （分数：7.00）_正确答案：()解析：解：列结点、的 KCL 方程 代入非线性电阻的伏安特性，可得 10.图 1(a)电路中的非线性电阻具有方向性，其特性如图 1(b)所示。当正向连接(a 与 c 连接，b 与 d 连接)时测得 I=2A。求反向连接(a 与

9、 d 连接，b 与 c 连接)时，电流 I=? （分数：7.00）_正确答案：()解析：解：将电路 ab 左边部分用戴维宁定理简化成如图 2(a)所示。 图(a)所示电路，非线性电阻的伏安特性如图(b)所示。 （分数：14.00）(1).若 U S =2.5V，求 R 0 在何取值范围内电路有多个解答；（分数：7.00）_正确答案：()解析：解：欲使电路有多个解答，就必须使 1Vu2V。故当 u=1V 时，有 2.5=1+2R 0 ，故得 R 0 =0.75；当 u=2V 时，有 2.5=2+1R 0 ，故得 R 0 =0.5。故得 0.5R 0 0.75。(2).若 R 0 =0.5，求 U

10、 s 在何取值范围内电路有多个解答。（分数：7.00）_正确答案：()解析：解：欲使电路有多个解答，就必须使 1Vu2V。故当 u=1V 时，有 U S =1+20.5=2V；当 u=2V 时，有 U S =2+10.5=2.5V。故得 2VU S 2.5V。11.图 1 所示电路，t0 时 S 打开，u C (0 - )=0。今于 t=0 时刻闭合 S。求 t0 时的响应 u C (t)。 （分数：7.00）_正确答案：()解析：解：(1)u c (t)1V 时，D 处于截止状态，其等效电路如图 2 所示。 图 2根据三要素公式可得 u c (t)=(3-3e -t )V 设 u c (t)

11、=1V 的瞬间为 t 1 ，则有 1=3-3e -t1 得 t 1 =0.405s 故 (2)当 u c (t)1V 时，D 处于导通状态，其等效电路如图 3 所示。于是可求得三要素为 u c (t 1+ )=u c (t 1- )=1V，u c ()=2V，=0.5s。故得 u c (t)=(2-e -2(t-0.405) )V 图 3(3)综上所述得 u c (t)的波形如图 4 所示。 12.图 1 所示电路，非线性电阻的伏安特性为 u，i 的单位分别为 V，A。已知 ，求电流 i(t)。 （分数：7.00）_正确答案：()解析：解：因为 u s (t)中的直流分量 9V 远远大于交流分量 10 -3 V，故用小信号等效电路法求解。 (1)求静态工作点，如图 2 所示。 图 2联立求解得 I 0 =1A，U 0 =3V(I 0 =-3A 舍去)。故静态工作点为 p(1，3)。 又因 此方程组无解。故动态电阻为 (2)作出小信号等效电路的相量电路模型，如图 3 所示，则有 图 3故 (3)