2025電學(xué)電路故障題目及答案1.（單選）某220V、50Hz居民配電箱采用TN-S系統(tǒng)，入戶線先經(jīng)雙極總開關(guān)S，后接30mARCD，再分三路：照明、插座、空調(diào)。裝修后插座回路頻繁跳閘，RCD試驗(yàn)按鈕正常。用萬用表200MΩ檔測插座N-PE間絕緣，顯示0.38MΩ；拔掉所有用電器后復(fù)測仍為0.38MΩ。下列判斷最準(zhǔn)確的是A.插座回路存在N-PE間絕緣破損B.RCD額定剩余電流值選小C.中性線N與保護(hù)線PE接反D.總開關(guān)S接觸不良導(dǎo)致中性線斷答案：A解析：RCD跳閘且試驗(yàn)按鈕正常，說明RCD本身完好；N-PE絕緣0.38MΩ遠(yuǎn)低于規(guī)范要求（≥1MΩ），表明線路對(duì)地絕緣破損，造成剩余電流超過30mA。2.（單選）在圖1所示的直流穩(wěn)壓電源中，變壓器二次側(cè)24V經(jīng)橋堆整流、LM2596-5.0降壓?？蛰d輸出5.00V，帶10Ω負(fù)載后跌至4.30V。用示波器AC耦合觀察輸出，看到100Hz、1.2Vpp紋波。最可能的故障元件是A.LM2596反饋分壓電阻開路B.整流橋單臂二極管開路C.輸出濾波電解失效D.輸入陶瓷電容短路答案：C解析：負(fù)載跌落大且紋波頻率為2f（100Hz），說明整流后儲(chǔ)能不足，濾波電解容量下降或ESR升高導(dǎo)致帶載能力喪失。3.（單選）圖2為三相380V、星接異步電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制線路，采用兩個(gè)接觸器KM1、KM2互鎖?，F(xiàn)場點(diǎn)動(dòng)“正轉(zhuǎn)”按鈕SB2，電機(jī)嗡嗡不轉(zhuǎn)；測得U-V、V-W、W-U線電壓均為380V，但KM1出線端U1-V1僅測得120V。最可能原因是A.KM1主觸頭一相燒蝕B.熱繼電器FR整定值過大C.電機(jī)繞組匝間短路D.電源缺相答案：A解析：線電壓正常而接觸器出線端電壓跌落，表明KM1主觸頭一相接觸不良，形成缺相運(yùn)行。4.（單選）某PCB上LDO（AMS1117-3.3）輸入5V，輸出僅2.1V，芯片表面溫升極快。斷電測輸入對(duì)地電阻僅18Ω。故障最可能是A.輸出陶瓷電容短路B.輸入鉭電容極性反接C.LDO內(nèi)部功率管擊穿D.負(fù)載MCU電源腳對(duì)地短路答案：D解析：輸入對(duì)地電阻18Ω遠(yuǎn)小于正常值，說明輸入端被負(fù)載拉低；LDO輸出2.1V為“折返”保護(hù)，負(fù)載短路嫌疑最大。5.（單選）圖3為555無穩(wěn)態(tài)振蕩驅(qū)動(dòng)NPN低側(cè)開關(guān)，LED閃爍。更換LED為同封裝白光后常亮不閃，示波器測555輸出腳始終高電平。最可能原因是A.白光LED正向壓降高于紅光，導(dǎo)致555復(fù)位B.白光LED反向漏電流大，拉低555輸出C.白光LED結(jié)電容過大，使555停振D.限流電阻功率不足燒斷答案：A解析：白光Vf≈3V，電源5V下LED串限流電阻后壓降不足，555輸出高電平時(shí)LED電流過大，電源瞬間跌落觸發(fā)555內(nèi)部復(fù)位，停振表現(xiàn)為常高。6.（單選）某樓宇火災(zāi)報(bào)警兩總線無極性，終端可接32只感煙探測器。調(diào)試時(shí)主機(jī)報(bào)“回路短路”，分段法查到第17只時(shí)故障消失。用萬用表測第17只底座“回路+”“回路-”間電阻0Ω，但拆下探測器后底座電阻恢復(fù)∞。結(jié)論為A.底座彈簧片短路B.探測器內(nèi)部電解電容擊穿C.底座二極管反接D.回路導(dǎo)線破皮搭接答案：B解析：探測器內(nèi)部為提升抗干擾能力常并470μF電解，電容擊穿導(dǎo)致總線短路；拆下后脫離，故底座電阻恢復(fù)。7.（單選）圖4為運(yùn)放積分器，輸入方波1kHz、±1V，輸出應(yīng)為三角波。實(shí)測輸出飽和至負(fù)電源軌，用萬用表測運(yùn)放同相端對(duì)地電壓+15mV。最可能原因是A.積分電容漏電流大B.運(yùn)放輸入失調(diào)電壓過大C.輸入方波占空比偏離50%D.反饋電阻開路答案：B解析：同相端對(duì)地+15mV，運(yùn)放失調(diào)電壓被積分器無限放大，導(dǎo)致輸出飽和。8.（單選）某電動(dòng)車48V鋰電池組采用13串結(jié)構(gòu)，BMS均衡電流50mA。騎行中突然斷電，儀表顯示“Err-04：充電MOS失效”。用萬用表二極管檔測充電MOSD-S，正向0.4V、反向0.4V。說明A.MOS體二極管擊穿B.柵極驅(qū)動(dòng)開路C.MOS過壓擊穿呈短路D.采樣電阻燒斷答案：C解析：充放電MOS擊穿后D-S呈短路，電池包失去充放電保護(hù)，BMS切斷并報(bào)警。9.（單選）圖5為反激式開關(guān)電源，UC3845控制，輸出12V/2A。開機(jī)炸保險(xiǎn)，測主開關(guān)管G-S短路，源極電阻0.22Ω/2W開路。最可能根源是A.輸出肖特基短路B.變壓器原邊匝間短路C.3845供電腳對(duì)地短路D.光耦PC817開路答案：B解析：原邊匝間短路導(dǎo)致電流斜率劇增，峰值電流超過MOS額定，源極電阻燒斷、MOS擊穿。10.（單選）某實(shí)驗(yàn)室可編程直流電源設(shè)定30V/3A，帶載后輸出端出現(xiàn)500kHz、2Vpp振蕩。用近場探頭發(fā)現(xiàn)振蕩來自輸出端子。最可能原因是A.遠(yuǎn)端采樣線未用雙絞線，引入噪聲B.負(fù)載為開關(guān)型電子負(fù)載，產(chǎn)生負(fù)阻C.電源環(huán)路補(bǔ)償不足，輸出電容ESR過低D.電網(wǎng)諧波注入答案：C解析：現(xiàn)代電源為快速響應(yīng)，補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)按“輸出電容ESR零點(diǎn)”設(shè)計(jì)；若用極低ESR陶瓷電容，零點(diǎn)頻率上移，環(huán)路增益裕度不足，導(dǎo)致高頻振蕩。11.（多選）圖6為STM32最小系統(tǒng)，8MHz晶振不起振，示波器測OSC_IN為平直線、OSC_OUT為1.65V。已排除焊接虛焊。可能原因有A.負(fù)載電容CL選值過大B.晶振ESR超標(biāo)C.MCU內(nèi)部Rext電阻未使能D.8MHz晶振為泛音型卻未加選頻網(wǎng)絡(luò)答案：A、B、D解析：CL過大降低負(fù)阻，ESR過高同樣抑制起振；泛音晶振需電感選頻，否則僅基頻模式無法振蕩。12.（多選）某RS-485總線長800m，速率為19.2kbps，共掛接64節(jié)點(diǎn)。通訊丟包嚴(yán)重，示波器測A-B差分波形“兔耳”狀，過沖達(dá)4V。已加120Ω終端。改進(jìn)措施有A.總線加1kΩ上下拉偏置B.改用22AWG雙絞線C.節(jié)點(diǎn)輸入阻抗由1/8單位負(fù)載改為1/4D.總線任意位置加300Ω終端答案：A、B解析：兔耳狀波形為反射，線徑細(xì)、阻抗高導(dǎo)致特性阻抗偏離120Ω；加偏置可解決空閑狀態(tài)不確定，但無法消除反射；應(yīng)降低線路阻抗、保持單點(diǎn)終端。13.（多選）某逆變器H橋采用4個(gè)IRFP4668PbF，母線400V，SPWM調(diào)制。運(yùn)行時(shí)上下管直通炸管，驅(qū)動(dòng)芯片為IR2110?？赡苤蓖ㄔ蛴蠥.自舉電容容量不足，高邊驅(qū)動(dòng)欠壓B.死區(qū)時(shí)間設(shè)為50nsC.母線尖峰吸收電容干涸D.驅(qū)動(dòng)電阻用10Ω/0.25W，感量過大答案：A、B、D解析：死區(qū)50ns遠(yuǎn)小于MOS關(guān)斷延遲；自舉不足導(dǎo)致高邊未完全關(guān)斷；驅(qū)動(dòng)電阻感量過大引起振蕩，誤導(dǎo)通。14.（多選）圖7為鋰電池主動(dòng)均衡，采用雙向Buck-Boost，MOS為AOD4184，均衡電流2A。均衡時(shí)MOS管體二極管異常發(fā)熱，可能原因有A.驅(qū)動(dòng)信號(hào)重疊，體二極管續(xù)流時(shí)間過長B.電感飽和，電流尖峰C.死區(qū)時(shí)間過大，體二極管被迫續(xù)流D.PCB線寬不足，導(dǎo)通電阻大答案：A、C解析：驅(qū)動(dòng)重疊或死區(qū)過大均使體二極管導(dǎo)通，損耗劇增；電感飽和與線寬不足不會(huì)直接造成體二極管發(fā)熱。15.（多選）某車載功放12V供電，開機(jī)瞬間電源端電壓跌至6V，功放保護(hù)?？赡茉蛴蠥.功放輸出直流偏移，繼電器未吸合B.輸入濾波電解ESR高，浪涌電流大C.電源線截面積不足，壓降大D.功放軟啟動(dòng)電路失效，浪涌電流50A答案：B、C、D解析：電解老化、線徑細(xì)、無軟啟動(dòng)均導(dǎo)致大電流拉低母線；輸出偏移與繼電器無關(guān)。16.（填空）圖8為差分ADC驅(qū)動(dòng)電路，運(yùn)放ADA4945-1，增益設(shè)為2，輸入單端信號(hào)1Vpp，共模1.65V。若R1=R3=1kΩ，則R2=R4=________Ω，ADC差分輸入端共模電壓為________V。答案：2kΩ，1.65V解析：差分增益=Rf/Rg，Rf=R2=R4=2kΩ；ADA4945-1輸出共模由Vocm腳決定，與輸入共模無關(guān)，仍為1.65V。17.（填空）某三相四線智能表，電壓采樣用1MΩ:1kΩ分壓，電流采樣用0.1Ω錳銅分流。若額定電壓220V、電流5A，則計(jì)量芯片輸入端電壓分別為________mV與________mV。答案：220mV，500mV解析：分壓比1kΩ/1.001MΩ≈1/1000，220V→220mV；分流0.1Ω×5A=0.5V→500mV。18.（填空）圖9為555單穩(wěn)態(tài)，觸發(fā)脈寬需1ms，C=100nF，則R=________kΩ（取E24系列）。答案：9.1解析：t=1.1RC→R=t/(1.1C)=1ms/(1.1×100nF)≈9.09kΩ，選E24值9.1kΩ。19.（填空）某LLC諧振變換器，諧振電感Lr=60μH，諧振電容Cr=47nF，則諧振頻率fr=________kHz。答案：94.9解析：fr=1/(2π√(LrCr))=1/(2π√(60μ×47n))≈94.9kHz。20.（填空）圖10為I2C總線，上拉電阻4.7kΩ，總線電容200pF，則上升時(shí)間常數(shù)τ=________ns，最高時(shí)鐘________kHz（按0.3Vcc→0.7Vcc）。答案：940，332解析：τ=RC=4.7k×200p=940ns；tr=0.22×τ≈207ns，fmax≈1/(2.2tr)≈2.2MHz，但I(xiàn)2C規(guī)范要求tr≤300ns，故fmax≈332kHz。21.（計(jì)算）圖11為運(yùn)放差動(dòng)放大器，R1=R2=10kΩ，R3=R4=100kΩ，輸入Vid=20mV，Vic=1V，運(yùn)放CMRR=80dB，求輸出Vo相對(duì)理想值誤差百分比。答案：理想差模增益Ad=Rf/Rin=100k/10k=10，Vo_ideal=20mV×10=0.2V。共模增益Ac=Ad/CMRR=10/10^4=1mV/V，Vo_cm=1V×1mV/V=1mV。誤差=1mV/0.2V=0.5%。22.（計(jì)算）圖12為Buck，Vin=24V，Vout=12V，Iout=5A，fs=300kHz，電感紋波系數(shù)取0.3，求電感量L與輸出電容C（ΔVpp=50mV）。答案：ΔIL=0.3×5A=1.5A，D=0.5，L=(Vin-Vout)×D/(ΔIL×fs)=12×0.5/(1.5×300k)=13.3μH，取15μH。C=ΔIL/(8×fs×ΔVpp)=1.5/(8×300k×0.05)=12.5μF，考慮ESR，選22μFX5R+470μF電解并聯(lián)。23.（計(jì)算）圖13為H橋SPWM，母線400V，調(diào)制比m=0.8，基波頻率50Hz，開關(guān)頻率20kHz，負(fù)載R=10Ω，L=10mH。求負(fù)載基波電流峰值與THD估算（忽略死區(qū)）。答案：基波電壓峰值V1=m×400/2=160V，|Z|=√(R2+(ωL)2)=√(102+3.142)=10.5Ω，I1pk=160/10.5≈15.2A。THD主要含邊帶諧波，m=0.8時(shí)THD≈5%。24.（計(jì)算）圖14為RC移相振蕩，三級(jí)RC，每級(jí)R=10kΩ，C=15nF，求振蕩頻率與最小運(yùn)放增益。答案：f=1/(2πRC√6)=1/(2π×10k×15n×2.45)≈433Hz，增益≥29。25.（計(jì)算）圖15為熱電偶冷端補(bǔ)償，K型，冷端25℃，測得熱端電勢9.8mV，求熱端溫度（K型靈敏度≈41μV/℃）。答案：25℃對(duì)應(yīng)1.0mV，熱端電勢=9.8+1.0=10.8mV，ΔT=10.8m/41μ≈263℃，T=25+263=288℃。26.（綜合）某工業(yè)現(xiàn)場4-20mA回路，供電24V，線阻Rw=50Ω，負(fù)載250Ω，現(xiàn)場表頭指示14mA，但PLC測得11mA。用萬用表串入PLC端測得11mA，現(xiàn)場表頭掉電后PLC仍11mA。請(qǐng)給出系統(tǒng)故障樹并寫出排查步驟。答案：故障樹：1.現(xiàn)場表頭吸收額外3mA→表頭內(nèi)部分流或電源串?dāng)_。2.回路存在額外并聯(lián)阻抗→對(duì)地或屏蔽層。3.PLC輸入阻抗漂移→實(shí)際阻抗<250Ω。排查：①斷電測PLC輸入阻抗：應(yīng)250Ω±1%，實(shí)測僅190Ω，說明PLC板卡故障。②更換PLC輸入模塊，電流升至14mA，與表頭一致。③進(jìn)一步用回路校驗(yàn)儀模擬4-20mA，確認(rèn)PLC線性度，排除軟件系數(shù)。27.（綜合）圖16為光伏優(yōu)化器，MPPT電壓30-40V，輸入12串組件，單串開路電壓45V。雷雨天后多臺(tái)優(yōu)化器炸機(jī)，測得MOS管擊穿電壓600V。分析過壓原因并給出改進(jìn)。答案：原因：1.雷擊在直流側(cè)產(chǎn)生共模浪涌，組件對(duì)地電位抬升，優(yōu)化器參考地懸浮，MOS承受串壓+浪涌。2.優(yōu)化器輸入未加SPD，TVS管選600V，余量不足。改進(jìn)：①直流側(cè)加Y電容+GDT共模泄放；②MOS選900V，降額0.8；③輸入并470VTVS，串聯(lián)2Ω/2W電阻限流；④PCB爬電距離≥5.5mm，通過IEC61643-32。28.（綜合）圖17為車載CAN總線，節(jié)點(diǎn)A發(fā)ID=0x123，節(jié)點(diǎn)B收不到，示波器測CAN_H-CAN_L差分波形無ACK槽。排查發(fā)現(xiàn)B節(jié)點(diǎn)終端電阻120Ω正常，但共模扼流圈飽和。請(qǐng)給出定量分析與解決。答案：共模扼流圈飽和電流1A，車載啟動(dòng)瞬間電機(jī)反向脈沖2A·μs，扼流圈磁通飽和，差模電感驟降，反射系數(shù)?！?0.2，ACK位畸變，采樣錯(cuò)誤。解決：1.選飽和電流3A共模扼流圈；2.并100pF/100V電容補(bǔ)償高頻；3