2025年電工學(xué)期末試題及答案一、選擇題（每小題2分，共20分）1.某直流電路中，已知節(jié)點(diǎn)A連接三條支路，電流分別為I?=2A（流入）、I?=3A（流出）、I?（流入），則根據(jù)基爾霍夫電流定律，I?的大小為（）。A.1AB.5AC.-1AD.-5A2.正弦交流電壓u(t)=100√2sin(314t+30°)V，其有效值為（）。A.100√2VB.100VC.50√2VD.50V3.如圖1所示電路中，開關(guān)S閉合前電容C不帶電，t=0時(shí)S閉合，此時(shí)電容電壓u_C(0?)為（）。（圖1：直流電壓源U=10V，串聯(lián)電阻R=2kΩ，并聯(lián)電容C=1μF）A.0VB.10VC.5VD.20V4.三相異步電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速n?=1500r/min，額定轉(zhuǎn)速n_N=1440r/min，則額定轉(zhuǎn)差率s_N為（）。A.0.04B.0.06C.0.4D.0.65.某理想變壓器原邊匝數(shù)N?=1000匝，副邊匝數(shù)N?=200匝，原邊接220V正弦交流電，則副邊輸出電壓為（）。A.44VB.110VC.220VD.1100V6.在R-L-C串聯(lián)正弦電路中，當(dāng)電源頻率f小于諧振頻率f?時(shí)，電路呈現(xiàn)（）。A.感性B.容性C.純電阻性D.無法確定7.安全用電中，“保護(hù)接零”適用于（）。A.中性點(diǎn)不接地的低壓電網(wǎng)B.中性點(diǎn)接地的低壓電網(wǎng)C.所有高壓電網(wǎng)D.無特殊要求8.如圖2所示電路中，用戴維南定理求ab端等效電路，其開路電壓U_OC和等效電阻R_Th分別為（）。（圖2：10V電壓源串聯(lián)2Ω電阻，并聯(lián)5A電流源串聯(lián)3Ω電阻，ab端開路）A.U_OC=25V，R_Th=1ΩB.U_OC=15V，R_Th=5ΩC.U_OC=20V，R_Th=2ΩD.U_OC=30V，R_Th=3Ω9.某三相四線制電路中，線電壓為380V，若負(fù)載為星形連接且對(duì)稱，則相電壓為（）。A.220VB.380VC.110VD.660V10.一階RC電路的時(shí)間常數(shù)τ=RC，其物理意義是（）。A.電容電壓上升到穩(wěn)態(tài)值63.2%所需時(shí)間B.電容電壓下降到初始值36.8%所需時(shí)間C.電容充電完成的時(shí)間D.A和B均正確二、填空題（每空1分，共20分）1.電路的基本組成包括電源、______、導(dǎo)線和開關(guān)。2.歐姆定律的表達(dá)式為______（線性電阻）。3.正弦量的三要素是幅值（或有效值）、______和初相位。4.電感元件的儲(chǔ)能公式為______。5.三相電源的相序分為正序、負(fù)序和______。6.異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速______（填“大于”“小于”或“等于”）同步轉(zhuǎn)速。7.安全電壓的額定值有42V、36V、24V、12V和______。8.戴維南定理指出，任何線性有源二端網(wǎng)絡(luò)都可等效為一個(gè)______和電阻的串聯(lián)。9.功率因數(shù)的表達(dá)式為λ=______（用有功功率P和視在功率S表示）。10.一階電路的全響應(yīng)可分解為穩(wěn)態(tài)響應(yīng)和______響應(yīng)。11.變壓器的主要功能包括變壓、變流和______。12.對(duì)稱三相負(fù)載星形連接時(shí)，線電流______（填“等于”或“等于√3倍”）相電流。13.基爾霍夫電壓定律（KVL）的本質(zhì)是______守恒。14.正弦交流電路中，無功功率Q的單位是______。15.若某元件的電壓u和電流i取關(guān)聯(lián)參考方向，且u=10V，i=2A，則該元件______（填“吸收”或“發(fā)出”）功率。16.動(dòng)態(tài)電路的換路定律指出，換路瞬間______（填“電容電壓”或“電感電流”）不能躍變。17.三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)方式包括直接啟動(dòng)和______啟動(dòng)。18.某正弦電流的相量表示為I?=5∠30°A，其頻率為50Hz，則瞬時(shí)表達(dá)式為______。19.電路中兩點(diǎn)間的電位差稱為______。20.若RL電路的時(shí)間常數(shù)τ=0.02s，R=10Ω，則L=______H。三、判斷題（每小題1分，共10分。正確打“√”，錯(cuò)誤打“×”）1.電流的參考方向是實(shí)際流動(dòng)的方向，與真實(shí)方向無關(guān)。（）2.電感在直流電路中相當(dāng)于短路。（）3.三相負(fù)載不對(duì)稱時(shí)，中性線可以省略。（）4.功率因數(shù)過低會(huì)導(dǎo)致輸電線路損耗增加。（）5.變壓器的變比k=N?/N?，因此原邊電流I?=kI?。（）6.一階電路的零輸入響應(yīng)是指無電源激勵(lì)，僅由初始儲(chǔ)能引起的響應(yīng)。（）7.安全用電中，“跨步電壓”是指兩腳之間的電位差。（）8.正弦穩(wěn)態(tài)電路中，電感的阻抗為jωL，電容的阻抗為-j/ωC。（）9.異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率s=0時(shí)，轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)同步，無感應(yīng)電流。（）10.基爾霍夫定律僅適用于線性電路，不適用于非線性電路。（）四、計(jì)算題（共40分）1.（8分）如圖3所示直流電路，已知R?=2Ω，R?=3Ω，R?=6Ω，U?=10V，U?=5V，用節(jié)點(diǎn)電壓法求節(jié)點(diǎn)a的電位V_a。（圖3：節(jié)點(diǎn)a連接R?（接U?正極）、R?（接U?負(fù)極）、R?（接地），U?負(fù)極和U?正極接地）2.（8分）某正弦穩(wěn)態(tài)電路中，已知電源電壓u(t)=220√2sin(314t+0°)V，負(fù)載阻抗Z=3+j4Ω，求：（1）負(fù)載電流的有效值及瞬時(shí)表達(dá)式；（2）負(fù)載的有功功率、無功功率和視在功率。3.（8分）對(duì)稱三相星形連接負(fù)載接于線電壓380V的三相電源，每相負(fù)載阻抗Z=6+j8Ω，求：（1）相電壓有效值；（2）線電流有效值；（3）三相總有功功率。4.（8分）如圖4所示電路，t<0時(shí)開關(guān)S閉合，電容C已充電至u_C(0?)=10V；t=0時(shí)S斷開，求t≥0時(shí)的電容電壓u_C(t)，并畫出其波形圖。（圖4：S斷開后，電容C串聯(lián)電阻R?=2kΩ和R?=3kΩ，接15V電壓源）5.（8分）某單相變壓器原邊電壓U?=220V，副邊電壓U?=36V，額定容量S_N=100VA，求：（1）變比k；（2）原邊額定電流I?N；（3）副邊額定電流I?N；（4）若副邊接36V、40W的白熾燈（純電阻），求原邊電流I?（忽略變壓器損耗）。五、綜合分析題（共10分）1.（5分）設(shè)計(jì)一個(gè)居民住宅的單相照明電路，要求包含：220V交流電源、總空氣開關(guān)、兩個(gè)并聯(lián)的照明支路（每支路含2盞100W白熾燈）、保護(hù)接地線。畫出電路原理圖，并說明空氣開關(guān)和保護(hù)接地的作用。2.（5分）某三相異步電動(dòng)機(jī)銘牌標(biāo)注：額定功率P_N=7.5kW，額定電壓U_N=380V，額定電流I_N=15A，額定功率因數(shù)cosφ_N=0.85，額定效率η_N=0.88。分析：（1）該電機(jī)的額定輸入功率；（2）若實(shí)際運(yùn)行時(shí)功率因數(shù)降至0.7，對(duì)電網(wǎng)的影響及改進(jìn)措施。答案一、選擇題1.A2.B3.A4.A5.A6.B7.B8.A9.A10.D二、填空題1.負(fù)載2.U=IR3.角頻率（或頻率）4.W_L=?LI25.零序6.小于7.6V8.電壓源9.P/S10.暫態(tài)11.阻抗變換12.等于13.能量14.乏（var）15.吸收16.電容電壓和電感電流17.降壓18.i(t)=5√2sin(314t+30°)A19.電壓20.0.2三、判斷題1.×2.√3.×4.√5.×6.√7.√8.√9.√10.×四、計(jì)算題1.設(shè)接地點(diǎn)為參考節(jié)點(diǎn)（電位0V），節(jié)點(diǎn)a的電位為V_a。根據(jù)節(jié)點(diǎn)電壓法，流入節(jié)點(diǎn)a的電流之和為0：(V_a-U?)/R?+(V_a+U?)/R?+V_a/R?=0代入數(shù)據(jù)：(V_a-10)/2+(V_a+5)/3+V_a/6=0通分后：3(V_a-10)+2(V_a+5)+V_a=0→3V_a-30+2V_a+10+V_a=0→6V_a=20→V_a=10/3≈3.33V2.（1）電源有效值U=220V，阻抗模|Z|=√(32+42)=5Ω，電流有效值I=U/|Z|=220/5=44A。阻抗角θ=arctan(4/3)=53.13°，電流相位滯后電壓53.13°，故電流瞬時(shí)表達(dá)式i(t)=44√2sin(314t-53.13°)A。（2）有功功率P=I2R=442×3=5808W；無功功率Q=I2X=442×4=7744var；視在功率S=UI=220×44=9680VA。3.（1）線電壓U_L=380V，相電壓U_P=U_L/√3=220V。（2）每相阻抗|Z|=√(62+82)=10Ω，相電流I_P=U_P/|Z|=220/10=22A，星形連接線電流I_L=I_P=22A。（3）三相總有功功率P=3U_PI_Pcosφ=3×220×22×(6/10)=3×220×22×0.6=8712W。4.換路后，電路為RC充電電路（原電容電壓10V，電源15V）。初始值u_C(0?)=u_C(0?)=10V，穩(wěn)態(tài)值u_C(∞)=15V，時(shí)間常數(shù)τ=R總C=(2kΩ+3kΩ)C（假設(shè)C=1μF，則τ=5×103×1×10??=0.005s）。全響應(yīng)u_C(t)=u_C(∞)+[u_C(0?)-u_C(∞)]e^(-t/τ)=15+(10-15)e^(-200t)=15-5e^(-200t)V（t≥0）。波形：從10V開始指數(shù)上升，最終趨近15V。5.（1）變比k=U?/U?=220/36≈6.11；（2）原邊額定電流I?N=S_N/U?=100/220≈0.455A；（3）副邊額定電流I?N=S_N/U?=100/36≈2.78A；（4）副邊電流I?=P/U?=40/36≈1.11A，原邊電流I?=I?/k≈1.11/6.11≈0.182A。五、綜合分析題1.原理圖：220V電源→總空氣開關(guān)→并聯(lián)支路1（開關(guān)→燈