2025年電氣工程師考試專(zhuān)項(xiàng)訓(xùn)練試卷——電路分析與設(shè)計(jì)考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分）1.下列哪個(gè)定律描述了電路中任一節(jié)點(diǎn)處電流的代數(shù)和恒為零？()A.歐姆定律B.基爾霍夫電流定律(KCL)C.基爾霍夫電壓定律(KVL)D.疊加定理2.一個(gè)標(biāo)有“100Ω,5W”的電阻器，其允許通過(guò)的最大電流為？()A.0.5AB.1AC.2AD.5A3.在RC一階電路的零輸入響應(yīng)中，時(shí)間常數(shù)τ表示？()A.電壓初始值衰減到1/e所需時(shí)間B.電流初始值衰減到1/e所需時(shí)間C.電容電壓從0充到最終值所需時(shí)間D.電路響應(yīng)達(dá)到最終值的63.2%所需時(shí)間4.正弦電壓u(t)=220√2sin(314t+30°)V，其角頻率ω為？()A.30rad/sB.314rad/sC.50rad/sD.100rad/s5.在RLC串聯(lián)電路中，當(dāng)ω<ω?（ω?為諧振角頻率）時(shí)，電路呈？()A.滯后阻性B.超前阻性C.滯后感性D.超前感性6.戴維南定理適用于分析什么電路的等效問(wèn)題？()A.線(xiàn)性電路B.非線(xiàn)性電路C.線(xiàn)性含源二端網(wǎng)絡(luò)D.純電阻電路7.耦合電感線(xiàn)圈串聯(lián)時(shí)，若互感M遠(yuǎn)小于自感L?和L?，則等效電感近似為？()A.L?+L?B.L?-L?C.√(L?2+L?2)D.(L?+L?-2M)/28.在對(duì)稱(chēng)三相電路中，線(xiàn)電壓有效值是相電壓有效值的多少倍？()A.√3倍B.1/√3倍C.2倍D.3倍9.已知某無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò)的端口電壓u(t)和電流i(t)方向關(guān)聯(lián)，u(t)=10cos(10t)V，i(t)=2sin(10t)A，該網(wǎng)絡(luò)的功率因數(shù)角φ為？()A.45°B.-45°C.90°D.-90°10.下列哪個(gè)元件具有“記憶”特性，能在斷電后保持其儲(chǔ)能狀態(tài)？()A.電阻器B.電感器C.電容器D.發(fā)電機(jī)二、填空題（每空2分，共20分）1.基爾霍夫電壓定律指出，電路中任一回路，在任一時(shí)刻，所有電壓的_______等于零。2.一個(gè)標(biāo)有“1μF,250V”的電容器，其允許承受的最大電壓為_(kāi)______V。3.RLC串聯(lián)電路發(fā)生諧振時(shí)，電路呈_______性，阻抗最小，等于電阻R。4.三相四線(xiàn)制電路中，線(xiàn)電壓有效值是相電壓有效值的_______倍。5.描述磁場(chǎng)強(qiáng)度與電流之間關(guān)系的定律是_______定律。6.n個(gè)電容C?,C?,...,Cn串聯(lián)時(shí)，總電容C的倒數(shù)等于各電容倒數(shù)之和，即_______。7.在直流穩(wěn)態(tài)電路中，電感元件相當(dāng)于_______，電容元件相當(dāng)于_______。8.計(jì)算正弦交流電路的平均功率時(shí)，使用的是_______電壓和_______電流的乘積。9.戴維南等效電路由一個(gè)等效電壓源和_______組成。10.分析線(xiàn)性時(shí)不變電路的零狀態(tài)響應(yīng)時(shí)，應(yīng)用的是_______定理。三、計(jì)算題（共60分）1.（10分）在圖1所示電路中，已知R?=6Ω,R?=3Ω,R?=4Ω,U_S=12V。求電流I?,I?,I?和電壓U_AB。（此處無(wú)圖，假設(shè)電路為簡(jiǎn)單直流電路，R?,R?,R?連接方式需根據(jù)常規(guī)理解，如R?與R?并聯(lián)，并聯(lián)整體與R?串聯(lián)，再與U_S串聯(lián)）2.（15分）圖2所示電路處于正弦穩(wěn)態(tài)，已知f=50Hz,U=220V,Z?=8√3+j4Ω,Z?=8√3-j4Ω。求電路中的總電流I和各支路電流I?,I?的瞬時(shí)表達(dá)式。（此處無(wú)圖，假設(shè)為Z?與Z?并聯(lián)接于電壓源U）3.（15分）電路如圖3所示，t<0時(shí)開(kāi)關(guān)S閉合，電路已穩(wěn)態(tài)。t=0時(shí)開(kāi)關(guān)S打開(kāi)。已知R?=2kΩ,R?=3kΩ,C=5μF,U_S=9V。求t≥0時(shí)電容電壓u_C(t)的表達(dá)式。（此處無(wú)圖，假設(shè)為RC串聯(lián)電路，t<0時(shí)U_S加在RC上，t=0時(shí)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)）4.（20分）圖4所示電路中，已知U_S?=10V,U_S?=5V,R?=2Ω,R?=3Ω,R?=5Ω。試用疊加定理求通過(guò)電阻R?的電流I。（此處無(wú)圖，假設(shè)為含兩個(gè)獨(dú)立源的二端網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)R?）5.（0分）[此題為占位題，實(shí)際試卷中應(yīng)有計(jì)算題，分值按比例分配]四、分析題（共20分）1.（10分）試分析圖5所示電路中，當(dāng)開(kāi)關(guān)S從位置1打到位置2時(shí)，電路的工作狀態(tài)發(fā)生了哪些變化？（假設(shè)圖5為RL串聯(lián)電路，t<0時(shí)S在1，t=0時(shí)打到2，S?為短路，S?為開(kāi)路，中間有電源）2.（10分）簡(jiǎn)述耦合電感線(xiàn)圈串聯(lián)時(shí)，同名端對(duì)接和異名端對(duì)接對(duì)電路總電感的影響，并解釋原因。（此處無(wú)圖）試卷答案一、選擇題1.B2.A3.D4.B5.C6.C7.A8.A9.B10.C二、填空題1.代數(shù)和2.2503.阻抗4.√35.安培（或畢奧-薩伐爾）6.1/C=1/C?+1/C?+...+1/Cn7.短路；開(kāi)路8.有功；有效值9.電阻（或等效電阻）10.復(fù)數(shù)（或相量）三、計(jì)算題1.解：*R?與R?并聯(lián)等效電阻R??=(R?*R?)/(R?+R?)=(3*4)/(3+4)=12/7Ω*總電阻R_T=R?+R??=6+12/7=42/7+12/7=54/7Ω*總電流I=U_S/R_T=12/(54/7)=12*7/54=84/54=14/9A*R??兩端的電壓U??=I*R??=(14/9)*(12/7)=2*12/9=24/9=8/3V*I?=U_S/R?=12/6=2A*I?=I?(因R?與R??串聯(lián)，電流相等)*I?=U??/R?=(8/3)/4=2/3A*U_AB=U_S-I?*R?=12-2*6=0V（或U_AB=U??=8/3V）2.解：*角頻率ω=2πf=2π*50=100πrad/s*阻抗Z?=8√3+j4=8√3+j4Ω*阻抗Z?=8√3-j4=8√3-j4Ω*總阻抗Z_T=Z?//Z?=(Z?*Z?)/(Z?+Z?)=[(8√3+j4)(8√3-j4)]/[(8√3+j4)+(8√3-j4)]*Z_T=(240-(j4)2)/(16√3)=(240+16)/(16√3)=256/(16√3)=16/√3=16√3/3Ω*總電流I=U/Z_T=220/(16√3/3)=220*3/(16√3)=660/(16√3)=330√3/8A*I?=U/Z?=220/(8√3+j4)=220*(8√3-j4)/[(8√3+j4)(8√3-j4)]=220*(8√3-j4)/256*I?=(1760√3-j880)/256=(11√3-j7)/16A*I?=U/Z?=220/(8√3-j4)=220*(8√3+j4)/[(8√3-j4)(8√3+j4)]=220*(8√3+j4)/256*I?=(1760√3+j880)/256=(11√3+j7)/16A*（注意：此處未轉(zhuǎn)換為瞬時(shí)表達(dá)式，若需瞬時(shí)表達(dá)式，需將I,I?,I?的復(fù)數(shù)形式乘以e^(jωt)或sin(ωt+φ)形式）**瞬時(shí)表達(dá)式示例（以I為例）*：I(t)=330√3/8*sin(100πt+φ_I)A（φ_I需計(jì)算）3.解：*t<0時(shí)，開(kāi)關(guān)S閉合，電容C通過(guò)R?和R?放電（或視為直接短路，因開(kāi)關(guān)短接），然后充電。由于是直流穩(wěn)態(tài)，電容電壓u_C(0?)=0V。*t=0時(shí)，開(kāi)關(guān)S打開(kāi)，電容C與電阻R?開(kāi)始構(gòu)成RC串聯(lián)電路，對(duì)電源U_S充電。*時(shí)間常數(shù)τ=(R?//R?)*C=[(2kΩ*3kΩ)/(2kΩ+3kΩ)]*5μF=(6kΩ/5kΩ)*5μF=6μF*t≥0時(shí)，電容電壓u_C(t)的表達(dá)式為：u_C(t)=U_S*(1-e^(-t/τ))=9*(1-e^(-t/6μs))V4.解：*令單獨(dú)電源U_S?作用時(shí)，在R?中產(chǎn)生的電流為I'。*將U_S?視為零（短路），電路變?yōu)閁_S?單獨(dú)作用于含R?,R?,R?的電路。*R?與R?的并聯(lián)等效電阻R??=(R?*R?)/(R?+R?)=(2*3)/(2+3)=6/5Ω*總電阻R_T'=R??+R?=6/5+5=6/5+25/5=31/5Ω*電流I'=U_S?/R_T'=10/(31/5)=50/31A*由于R?與R?并聯(lián)，I'在R?和R?上的分配與它們的阻值成反比。流過(guò)R?的電流即為I'。*令單獨(dú)電源U_S?作用時(shí)，在R?中產(chǎn)生的電流為I''。*將U_S?視為零（短路），電路變?yōu)閁_S?單獨(dú)作用于含R?,R?,R?的電路。*R?與R?的并聯(lián)等效電阻R??仍為6/5Ω。*總電阻R_T''=R??+R?=6/5+5=31/5Ω*電流I''=U_S?/R_T''=5/(31/5)=25/31A*（注意：此處假設(shè)電流I''方向與I'方向相同）*根據(jù)疊加定理，通過(guò)R?的實(shí)際電流I=I'+I''=50/31+25/31=75/31A四、分析題1.解：*t<0時(shí)，開(kāi)關(guān)S在位置1，假設(shè)電路中有電源E，電流從A流向B，流過(guò)R和L的電流為I?。*t=0時(shí)，開(kāi)關(guān)S從1打到2，電路結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。如果位置2將A點(diǎn)與地（或另一參考點(diǎn)）連接，則電感L兩端的電壓突變（理論上為無(wú)窮大，取決于電路結(jié)構(gòu)），但流過(guò)L的電流I_L(t=0?)=I_L(t=0?)=I?（電感電流不能躍變）。*打到位置2后，電路變?yōu)橐粋€(gè)新的RL電路（假設(shè)新的回路包含E,R,L，或L直接接在某個(gè)電壓源/開(kāi)路/短路上，取決于具體結(jié)構(gòu)）。此時(shí)，電路需要從初始電流I?開(kāi)始，在新的電阻R（或總電阻）和電感L的作用下，重新建立穩(wěn)態(tài)電流。*電路的工作狀態(tài)變化主要體現(xiàn)在：電流開(kāi)始從I?按指數(shù)規(guī)律變化（增加或減少，取決于新的電路參數(shù)和電源），電感L儲(chǔ)存的磁場(chǎng)能量發(fā)生變化，電路的總功率消耗也會(huì)隨之改變。具體變化形式（增長(zhǎng)、衰減、穩(wěn)定在新的值）取決于新的等效電阻和電源電壓。2.解：*同名端對(duì)接（“點(diǎn)”對(duì)“點(diǎn)”）：當(dāng)兩個(gè)線(xiàn)圈的異名端（“×”或“·”）連接在一起時(shí)，它們產(chǎn)生的磁通在鐵芯中是相互加強(qiáng)的。設(shè)電流i?,i?分別從線(xiàn)圈1的“.”端和線(xiàn)圈2的“×”端流入。*此時(shí)，自感電壓V_L?=L?(di?/dt)，互感電壓V_M?=M(di?/dt)（方向按定義，通常與自感電壓同向，取決于具體繞向和同名端定義）。*線(xiàn)圈2的自感電壓V_L?=L?(di?/dt)，互感電壓V_M?=M(di?/dt)。*總電壓V=V_L?+V_M?+V_L?+V_M?=L?di?/dt+Mdi?/dt+L?di?/dt+Mdi?/dt=(L?+M)di?/dt+(L?+M)di?/dt。*等效電感L_