第10章电力电子电路
解答：
10.1 阳阴控制
10.2 阳阴正向控制阴触发脉冲
10.3 触发控制导通
10.4 c a
10.5 c
10.6 a
10.7 （×）
10.8 （√）
10.9 （×）
10.10解答：
晶闸管的导通时间受控制电极触发脉冲的控制角 而变，在负载上获得电压波形与管子导通期间电源波形相同。一旦导通后，控制极失去控制作用，只有在电源电压过零或其阳极电
·39·
·40
· 流小于维持电流I H 时，才使晶闸管关断，故不能如晶体三极管那样构成放大电路。
10.11解答：
晶闸管导通时，通过管子的电流大小，决定于电源电压、控制角α 和负载阻值。
10.12解答：
晶闸管由导通转变为阻断状态的条件是通过管子的电流下降到管子的维持电流I H 以下，或在晶闸管ak 0u ≤。
10.13解答： （1）OAV 2
1cos 0.92
U U α
+=，故O
A V
2
2290c o s 110.09090.90.9
220
U U α?=
-=
-=-?，α=
1
c o s -(0.0909)
95-=
。
（2）晶闸管参数应满足下列要求：
额定电压D R m ax 222220V 311.08V U U U ≥===， 额定正向平均电流F O AV 1130A 15A
22
I I ≥
=
?=。
10.14解答：
（1）输出直流平均电压O A V 1c o s 0.92
U U
α
+=而1801809090αθ=-=-= ，故
O A V 1c o s 90
0.9220
V 99V
2
U +=?=
，输出电流平均值O AV O AV L
99V 9.9A
10U I R ===Ω
。
（2）θ =135°，则α =180°–135°= 45°，则O AV 1cos 45
0.9220
V 169V
2
U +=?=
，OAV I =
169V 16.9A
10=Ω
。
10.15解答： O AV 2
1cos 1cos 60
0.90.9220V 148.5V
22
U U α
++==?=
O AV O AV L
148.5V 29.7A
5U I R =
=
=Ω
·41·
流过晶闸管和二极管的平均电流为
OAV TAV DAV 129.714.85A
2
2
I I I ==
==
10.16解答：
单结晶体管振荡电路的振荡频率为
3
6
E 11
Hz 155Hz 11ln
15100.4710
ln
110.6
f R C η
-=
=
=???--
10.17解答： 振荡频率3
6
1
110H z 116100.4710
ln
10.7
f -=
=???-，α 角所占时间为21T f
=
=
9.09ms ，
电源半周期
11 s 10 m s
2250
f
=
=?，故1809.09163.6210
α=
?=
。
输出电压平均值O AV 21cos 1cos163.62
0.90.9220V 4.02V
2
2
U U α
++==?≈
。
一、单选题 1、 如果通过闭合面S 的电通量e Φ为零，则可以肯定 A 、面S 没有电荷 B 、面S 没有净电荷 C 、面S 上每一点的场强都等于零 D 、面S 上每一点的场强都不等于零 2、 下列说法中正确的是 A 、沿电场线方向电势逐渐降低 B 、沿电场线方向电势逐渐升高 C 、沿电场线方向场强逐渐减小 D 、沿电场线方向场强逐渐增大 3、 载流直导线和闭合线圈在同一平面，如图所示，当导线以速度v 向 左匀速运动时，在线圈中 A 、有顺时针方向的感应电流 B 、有逆时针方向的感应电 C 、没有感应电流 D 、条件不足，无法判断 4、 两个平行的无限大均匀带电平面，其面电荷密度分别为σ+和σ-， 则P 点处的场强为 A 、02εσ B 、0εσ C 、0 2εσ D 、0 5、 一束α粒子、质子、电子的混合粒子流以同样的速度垂直进 入磁场，其运动轨迹如图所示，则其中质子的轨迹是 A 、曲线1 B 、曲线2 C 、曲线3 D 、无法判断 6、 一个电偶极子以如图所示的方式放置在匀强电场 E 中，则在 电场力作用下，该电偶极子将 A 、保持静止 B 、顺时针转动 C 、逆时针转动 D 、条件不足，无法判断 7、 点电荷q 位于边长为a 的正方体的中心，则通过该正方体一个面的电通量为 A 、0 B 、0εq C 、04εq D 、0 6εq 8、 长直导线通有电流A 3=I ，另有一个矩形线圈与其共面，如图所 示，则在下列哪种情况下，线圈中会出现逆时针方向的感应电流？ A 、线圈向左运动 B 、线圈向右运动 C 、线圈向上运动 D 、线圈向下运动 9、 关于真空中静电场的高斯定理0 εi S q S d E ∑=?? ，下述说确的是： A. 该定理只对有某种对称性的静电场才成立； B. i q ∑是空间所有电荷的代数和； C. 积分式中的E 一定是电荷i q ∑激发的； σ- P 3 I
《模拟电子技术》模拟试题一 一、填空题：（每空1分共40分） 1、PN结正偏时（导通），反偏时（截止），所以PN结具有（单向） 导电性。 2、漂移电流是（温度）电流，它由（少数）载流子形成，其大小与（温 度）有关，而与外加电压（无关）。 3、所谓理想二极管，就是当其正偏时，结电阻为（0 ），等效成一条直线；当其 反偏时，结电阻为（无穷），等效成断开； 4、三极管是（电流）控制元件，场效应管是（电压）控制元件。 5、三极管具有放大作用外部电压条件是发射结（正偏），集电结（反偏）。 6、当温度升高时，晶体三极管集电极电流Ic（变小），发射结压降（不变）。 7、三极管放大电路共有三种组态分别是（共基）、（共射）、（共集） 放大电路。 8、为了稳定三极管放大电路的静态工作点，采用（电压并联）负反馈，为了稳 定交流输出电流采用（串联）负反馈。 9、负反馈放大电路和放大倍数AF=（1/（1/A+F）），对于深度负反馈放大电路 的放大倍数AF=（1/ F ）。 10、带有负反馈放大电路的频带宽度BWF=（）BW，其中BW=（）， （）称为反馈深度。 11、差分放大电路输入端加上大小相等、极性相同的两个信号，称为（）信号， 而加上大小相等、极性相反的两个信号，称为（）信号。 12、为了消除乙类互补功率放大器输出波形的（）失真，而采用（）类互 补功率放大器。 13、OCL电路是（）电源互补功率放大电路； OTL电路是（）电源互补功率放大电路。 14、共集电极放大电路具有电压放大倍数（），输入电阻（），输出电阻 （）等特点，所以常用在输入级，输出级或缓冲级。 15、差分放大电路能够抑制（）漂移，也称（）漂移，所以它广泛应用于（） 电路中。 16、用待传输的低频信号去改变高频信号的幅度称为（），未被调制的高频信 号是运载信息的工具，称为（）。
习题解答 4.1 如题4.1图所示为一长方形截面的导体槽，槽可视为无限长，其上有一块与槽相绝缘的盖板，槽的电位为零，上边盖板的电位为 U ，求槽内的电位函数。 解 根据题意，电位(,)x y ?满足的边界条件为 ① (0,)(,)0y a y ??== ② (,0)0x ?= ③ 0(,)x b U ?= 根据条件①和②，电位(,)x y ?的通解应取为 1 (,)sinh( )sin()n n n y n x x y A a a ππ?∞ ==∑ 由条件③，有 01 sinh( )sin()n n n b n x U A a a ππ∞ ==∑ 两边同乘以 sin( ) n x a π，并从0到a 对x 积分，得到 00 2sin()d sinh()a n U n x A x a n b a a ππ== ? 02(1cos )sinh()U n n n b a πππ-=04,1,3,5,sinh()02,4,6,U n n n b a n ππ? =? ? ? = ?， 故得到槽内的电位分布 1,3,5, 41(,)sinh()sin() sinh()n U n y n x x y n n b a a a ππ?π π== ∑ 4.2 两平行无限大导体平面，距离为b ，其间有一极薄的导体片由d y =到b y =)(∞<<-∞x 。 a 题4.1图
上板和薄片保持电位 U ，下板保持零电位，求板间电位的解。设在薄片平面上，从0=y 到 d y =，电位线性变化，0(0,)y U y d ?=。 解 应用叠加原理，设板间的电位为 (,)x y ?=12(,)(,)x y x y ??+ 其中， 1(,)x y ?为不存在薄片的平行无限大导体平面间（电压为 U ）的电位，即 10(,)x y U y b ?=；2(,)x y ?是两个电位为零 的平行导体板间有导体薄片时的电位，其边界条件为： ① 22(,0)(,)0x x b ??== ② 2(,)0() x y x ?=→∞ ③ 002100(0)(0,)(0,)(0,)() U U y y d b y y y U U y y d y b d b ????-≤≤??=-=? ?-≤≤?? 根据条件①和②，可设2(,)x y ?的通解为 21(,)sin()e n x b n n n y x y A b π π?∞ -==∑ 由条件③有 00100(0)sin()() n n U U y y d n y b A U U b y y d y b d b π∞ =? -≤≤??=??-≤≤??∑ 两边同乘以 sin( ) n y b π，并从0到b 对y 积分，得到 0002211(1)sin()d ()sin()d d b n d U U y n y n y A y y y b b b b d b b ππ=-+-=??022sin() ()U b n d n d b ππ 故得到 (,)x y ?=00 22121sin()sin()e n x b n U bU n d n y y b d n b b π πππ∞ -=+∑ 题 4.2图
一． 1.对于矢量A u v，若A u v＝ e u u v x A＋y e u u v y A＋z e u u v z A， x 则： e u u v?x e u u v＝；z e u u v?z e u u v＝； y e u u v?x e u u v＝；x e u u v?x e u u v＝ z 2.对于某一矢量A u v，它的散度定义式为； 用哈密顿算子表示为 3.对于矢量A u v，写出： 高斯定理 斯托克斯定理 4.真空中静电场的两个基本方程的微分形式为 和 5.分析恒定磁场时，在无界真空中，两个基本场变量之间的关系为，通常称它为 二.判断：（共20分，每空2分）正确的在括号中打“√”，错误的打“×”。 1.描绘物理状态空间分布的标量函数和矢量函数，在时间为一定值的情况下，它们是唯一的。（） 2.标量场的梯度运算和矢量场的旋度运算都是矢量。（） 3.梯度的方向是等值面的切线方向。（） 4.恒定电流场是一个无散度场。（） 5.一般说来，电场和磁场是共存于同一空间的，但在静止和恒定的情况下，电场和磁场可以独立进行分析。（） 6.静电场和恒定磁场都是矢量场，在本质上也是相同的。（）
7.研究物质空间内的电场时，仅用电场强度一个场变量不能完全反映物质内发生的静电现象。（ ） 8.泊松方程和拉普拉斯方程都适用于有源区域。（ ） 9.静电场的边值问题，在每一类的边界条件下，泊松方程或拉普拉斯方程的解都是唯一的。（ ） 10.物质被磁化问题和磁化物质产生的宏观磁效应问题是不相关的两方面问题。（ ） 三.简答：（共30分，每小题5分） 1.用数学式说明梯无旋。 2.写出标量场的方向导数表达式并说明其涵义。 3.说明真空中电场强度和库仑定律。 4.实际边值问题的边界条件分为哪几类？ 5.写出磁通连续性方程的积分形式和微分形式。 6.写出在恒定磁场中，不同介质交界面上的边界条件。 四.计算：（共10分）半径分别为a,b(a>b),球心距为c(c 第五章 静 电 场 5 －9 若电荷Q 均匀地分布在长为L 的细棒上.求证：(1) 在棒的延长线，且离棒中心为r 处的电场强度为 2 204π1L r Q εE -= (2) 在棒的垂直平分线上，离棒为r 处的电场强度为 2204π21L r r Q εE += 若棒为无限长(即L →∞)，试将结果与无限长均匀带电直线的电场强度相比较. 分析 这是计算连续分布电荷的电场强度.此时棒的长度不能忽略，因而不能将棒当作点电荷处理.但带电细棒上的电荷可看作均匀分布在一维的长直线上.如图所示，在长直线上任意取一线元d x ，其电荷为d q ＝Q d x /L ，它在点P 的电场强度为 r r q εe E 2 0d π41d '= 整个带电体在点P 的电场强度 ?=E E d 接着针对具体问题来处理这个矢量积分. (1) 若点P 在棒的延长线上，带电棒上各电荷元在点P 的电场强度方向相同， ?=L E i E d (2) 若点P 在棒的垂直平分线上，如图(A )所示，则电场强度E 沿x 轴方向的分量因对称性叠加为零，因此，点P 的电场强度就是 ??==L y E αE j j E d sin d 证 (1) 延长线上一点P 的电场强度?'=L r πεE 202， 利用几何关系 r ′＝r －x 统一积分变量，则 ()220 022 204π12/12/1π4d π41L r Q εL r L r L εQ x r L x Q εE L/-L/P -=??????+--=-=? 电场强度的方向沿x 轴. (2) 根据以上分析，中垂线上一点P 的电场强度E 的方向沿y 轴，大小为 E r εq αE L d π4d sin 2 ? '= 利用几何关系 sin α＝r /r ′，2 2 x r r +=' 统一积分变量，则 () 2 2 03 /2222 2041π2d π41L r r εQ r x L x rQ εE L/-L/+= +=? 当棒长L →∞时，若棒单位长度所带电荷λ为常量，则P 点电场强度 r ελL r L Q r εE l 02 20π2 /41/π21lim = +=∞ → 此结果与无限长带电直线周围的电场强度分布相同［图(B )］.这说明只要满足r 2/L 2 ＜＜1，带电长直细棒可视为无限长带电直线. 5 －14 设匀强电场的电场强度E 与半径为R 的半球面的对称轴平行，试计算通过此半球面的电场强度通量. 分析 方法1：由电场强度通量的定义，对半球面S 求积分，即? ?=S S d s E Φ 方法2：作半径为R 的平面S ′与半球面S 一起可构成闭合曲面，由于闭合面内无电荷，由高斯定理 第1页 共5页 一、填空（共20空，每空 1 分，共 20 分，所有答案均填写在答题纸上） 1、场效应管被称为单极型晶体管是因为 。 2、晶体三极管的输出特性可分三个区域，当三极管工作在 区时， b I Ic β<。 3、场效应管可分为 型场效应管和结型场效应管两种类型。 4、在由晶体管构成的单管放大电路的三种基本接法中，共 基本放大电路只能放大电压不能放大电流。 5、在绘制电子放大电路的直流通路时，电路中出现的 视为开路， 视为短路，信号源可视为为短路但应保留其内阻。 6、多级放大电路级间的耦合方式有直接耦合、阻容耦合、 和 耦合等。 7、晶体管是利用 极电流来控制 极电流从而实现放大的半导体器件。 8、放大电路的交流通路用于研究 。 9、理想运放的两个输入端虚断是指 。 10、为判断放大电路中引入的反馈是电压反馈还是电流反馈，通常令输出电压为零，看反馈是否依然存在。若输出电压置零后反馈不复存在则为 。 11、仅存在于放大电路的交流通路中的反馈称为 。 12、通用集成运放电路由 、 、输出级和偏置电路四部分组成。 13、如果集成运放的某个输入端瞬时极性为正时，输出端的瞬时极性也为正，该输入端是 相输入端，否则该输入端是 相输入端。 14、差分放大电路的差模放大倍数和共模放大倍数是不同的， 越大越好， 越小越好。 二、单项选择题（共10题，每题 2 分，共 20分；将正确选项的标号填在答题纸上） 1、稳压二极管如果采用正向接法，稳压二极管将 。 A ：稳压效果变差 B ：稳定电压变为二极管的正向导通压降 C ：截止 D ：稳压值不变，但稳定电压极性发生变化 2、如果在PNP 型三极管放大电路中测得发射结为正向偏置，集电结正向偏置，则此管的工作状态为 。 A ：饱和状态 B ：截止状态 C ：放大状态 D ：不能确定 3、测得一放大电路中的三极管各电极相对一地的电压如图1所示，该管为 。 A ： PNP 型硅管 B ：NPN 型锗管 C ： NPN 型硅管 D ：PNP 型锗管 电磁学习题 1 (1)在没有电流的空间区域里，如果磁感应线是平行直线，磁感应强度B 的大 小在沿磁感应线和垂直它的方向上是否可能变化(即磁场是否一定是均匀的)? (2)若存在电流，上述结论是否还对? 2 如题图所示，AB 、CD 为长直导线，C B 为圆心在O 点的一段圆弧形导线， 其半径为R ．若通以电流I ，求O 点的磁感应强度． 图 3 在半径为R 的长直圆柱形导体内部，与轴线平行地挖成一半径为r 的长直圆柱形空腔，两轴间距离为a ,且a ＞r ，横截面如题9-17图所示．现在电流I 沿导体管流动，电流均匀分布在管的横截面上，而电流方向与管的轴线平行．求： (1)圆柱轴线上的磁感应强度的大小； (2)空心部分轴线上的磁感应强度的大小． 4 如图所示，长直电流1I 附近有一等腰直角三角形线框，通以电流2I ，二者 共面．求△ABC 的各边所受的磁力． 图 5 一正方形线圈，由细导线做成，边长为a ，共有N 匝，可以绕通过其相对两边中点的一个竖直轴自由转动．现在线圈中通有电流I ，并把线圈放在均匀的水平 外磁场B 中，线圈对其转轴的转动惯量为J .求线圈绕其平衡位置作微小振动时 的振动周期T . 6 电子在B =70×10-4 T 的匀强磁场中作圆周运动，圆周半径r =3.0cm ．已知B 垂直于纸面向外，某时刻电子在A 点，速度v 向上，如图． (1) 试画出这电子运动的轨道； (2) 求这电子速度v 的大小； (3)求这电子的动能k E ． 图 7 在霍耳效应实验中，一宽1.0cm ，长4.0cm ，厚1.0×10-3cm 的导体，沿长度 方向载有3.0A 的电流，当磁感应强度大小为B =1.5T 的磁场垂直地通过该导体时，产生1.0×10-5V 的横向电压．试求： (1) 载流子的漂移速度； (2) 每立方米的载流子数目． 8 如图所示，载有电流I 的长直导线附近，放一导体半圆环MeN 与长直导线共面，且端点MN 的连线与长直导线垂直．半圆环的半径为b ，环心O 与导线相距a ．设半圆环以速度v 平行导线平移．求半圆环内感应电动势的大小和方向及MN 两端的电压 N M U U ． 图 9 如图所示，用一根硬导线弯成半径为r 的一个半圆．令这半圆形导线在磁场 模拟电子技术基础试题汇总 一.选择题 1．当温度升高时，二极管反向饱和电流将( )。 A 增大 B 减小 C 不变 D 等于零 2. 某三极管各电极对地电位如图所示，由此可判断该三极管( ) A. 处于放大区域 B. 处于饱和区域 C. 处于截止区域 D. 已损坏 3. 某放大电路图所示.设V CC>>V BE, L CEO≈0，则在静态时该三极管处于( ) A.放大区 B.饱和区 C.截止区 D.区域不定 4. 半导体二极管的重要特性之一是( )。 ( A)温度稳定性( B)单向导电性( C)放大作用( D)滤波特性 5. 在由NPN型BJT组成的单管共发射极放大电路中，如静态工作点过高，容易产生 ( )失真。 ( A)截止失真( B)饱和v失真( C)双向失真( D)线性失真 6.电路如图所示，二极管导通电压U D＝，关于输出电压的说法正确的是( )。 A：u I1=3V，u I2=时输出电压为。 B：u I1=3V，u I2=时输出电压为1V。 C：u I1=3V，u I2=3V时输出电压为5V。 D：只有当u I1=，u I2=时输出电压为才为1V。 7.图中所示为某基本共射放大电路的输出特性曲线，静态工作点由Q2点移动到Q3点可能的原因是。 A：集电极电源+V CC电压变高B：集电极负载电阻R C变高 C：基极电源+V BB电压变高D：基极回路电阻R b变高。 8. 直流负反馈是指( ) A. 存在于RC 耦合电路中的负反馈 B. 放大直流信号时才有的负反馈 C. 直流通路中的负反馈 D. 只存在于直接耦合电路中的负反馈 9. 负反馈所能抑制的干扰和噪声是( ) A 输入信号所包含的干扰和噪声 B. 反馈环内的干扰和噪声 C. 反馈环外的干扰和噪声 D. 输出信号中的干扰和噪声 10. 在图所示电路中，A 为理想运放，则电路的输出电压约为( ) A. － B. －5V C. － D. － 11. 在图所示的单端输出差放电路中，若输入电压△υS1=80mV, △υS2=60mV ,则差模输 入电压△υid 为( ) A. 10mV B. 20mV C. 70mV D. 140mV 12. 为了使高内阻信号源与低阻负载能很好地配合，可以在信号源与低阻负载间接入 ( )。 A. 共射电路 B. 共基电路 C. 共集电路 D. 共集-共基串联电路 13. 在考虑放大电路的频率失真时，若i υ为正弦波，则o υ( ) A. 有可能产生相位失真 B. 有可能产生幅度失真和相位失真 C. 一定会产生非线性失真 D. 不会产生线性失真 14. 工作在电压比较器中的运放与工作在运算电路中的运放的主要区别是，前者的运 放通常工作在( )。 A. 开环或正反馈状态 B. 深度负反馈状态 C. 放大状态 D. 线性工作状态 15. 多级负反馈放大电路在( )情况下容易引起自激。 A. 回路增益F A &&大 B 反馈系数太小 一、填空（共20空，每空 1 分，共 20 分，所有答案均填写在答题纸上） 1、晶体管三极管被称为双极型晶体管是因为 。 2、晶体三极管的输出特性可分三个区域，只有当三极管工作在 区时，关系式b I Ic β=才成立。 3、场效应管可分为结型场效应管和 型场效应管两种类型。 4、在由晶体管构成的单管放大电路的三种基本接法中，共 基本放大电路既能放大电流又能放大电压。 5、在绘制放大电路的交流通路时， 视为短路， 视为短路，但若有内阻则应保留其内阻。 6、多级放大电路级间的耦合方式有 、 、变压器耦合和光电耦合等。 7、场效应管是利用 极和 极之间的电场效应来控制漏极电流从而实现放大的半导体器件。 8、放大电路的直流通路用于研究 。 9、理想运放的两个输入端虚短是指 。 10、为判断放大电路中引入的反馈是电压反馈还是电流反馈，通常令输出电压为零，看反馈是否依然存在。若输出电压置零后反馈仍然存在则为 。 11、仅存在于放大电路的直流通路中的反馈称为 。 12、通用集成运放电路由输入级、中间级、 和 四部分组成。 13、集成运放的同相输入端和反相输入端中的“同相”和“反相”是指运放的 和 的相位关系。 14、在学习晶体三极管和场效应管的特性曲线时可以用类比法理解，三极管的放大工作区可与场效应管的 区相类比，而场效应管的可变电阻区则可以和三极管的 相类比。 二、单项选择题（共10题，每题 2 分，共 20分；将正确选项的标号填在答题纸上） 1、稳压二极管的反向电流小于min z I 时，稳压二极管 。 A ：稳压效果变差 B ：仍能较好稳压，但稳定电压变大 C ：反向截止 D ：仍能较好稳压，但稳定电压变小 2、如果在PNP 型三极管放大电路中测得发射结为正向偏置，集电结反向偏置，则此管的工作状态为 。 A ：饱和状态 B ：截止状态 C ：放大状态 D ：不能确定 3、已知两只晶体管的电流放大系数β分别为50和100，现测得放大电路中这两只管子两个电极的电流如图1所示。关于这两只三极管，正确的说法是 。 第四章 习题 2、平行板电容器(面积为S,间距为d)中间两层的厚度各为d 1与d 2(d 1+d 2=d),介电常数各为1ε与2ε的电介质。试求: (1)电容C;(2)当金属板上带电密度为0σ±时,两层介质的分界面上的极化电荷密度'σ;(3)极板间电势差U;(4)两层介质中的电位移D; 解:(1)这个电容器可瞧成就是厚度为d 1与d 2的两个电容器的串联: 1 2210212121d d S C C C C C εεεεε+=+= (2)分界处第一层介质的极化电荷面密度(设与d 1接触的金属板带正电) 1 111011111εσεεεσ)(E )(P '-= -=-=?= 分界处第二层介质的极化电荷面密度: 21 222022211εσεεεσ)(E )(P n P '-- =--=-=?= 所以, 2 10 21211 εεσεεσσσ+-=+=)(' '' 若与d 1接触的金属板带负电,则2 10 21211 εεσεεσσσ+--=+=)(''' (3)2 10 122 1202010102211εεσεεεεσεεσ)d d (d d d E d E U +=+= += (4)01101σεε==E D ,02202σεε==E D 4、平行板电容器两极板相距3、Ocm,其间放有一层02.=ε的介电质,位置与厚度如图所示,已知极板上面电荷密度为21101098m /c .-?=σ,略去边缘效应,求: (1)极板间各处的P 、E 与D 的值; (2)极板间各处的电势(设正极板处00=U ); (3)画出E-x,D-x,U-x 曲线; 解:(1)由高斯定理利用对称性,可给出二极板内: 2111098m /c .D e -?==σ(各区域均相同), 在0与1之间01==P ,r ε,m /V D E 20 101?== ε 电磁学习题 1 (1)在没有电流的空间区域里，如果磁感应线是平行直线，磁感应强度B 的大小在沿 磁感应线和垂直它的方向上是否可能变化(即磁场是否一定是均匀的) (2)若存在电流，上述结论是否还对 2 如题图所示，AB 、CD 为长直导线，C B 为圆心在O 点的一段圆弧形导线，其半径为R ．若通以电流I ，求O 点的磁感应强度． 图 3 在半径为R 的长直圆柱形导体内部，与轴线平行地挖成一半径为r 的长直圆柱形空腔，两轴间距离为a ,且a ＞r ，横截面如题9-17图所示．现在电流I 沿导体管流动，电流均匀分布在管的横截面上，而电流方向与管的轴线平行．求： (1)圆柱轴线上的磁感应强度的大小； (2)空心部分轴线上的磁感应强度的大小． 4 如图所示，长直电流1I 附近有一等腰直角三角形线框，通以电流2I ，二者 共面．求△ABC 的各边所受的磁力． 图 5 一正方形线圈，由细导线做成，边长为a ，共有N 匝，可以绕通过其相对两边中点 的一个竖直轴自由转动．现在线圈中通有电流I ，并把线圈放在均匀的水平外磁场B 中，线圈对其转轴的转动惯量为J .求线圈绕其平衡位置作微小振动时的振动周期T . 6 电子在B =70×10-4 T 的匀强磁场中作圆周运动，圆周半径r =．已知B 垂直于纸面向外，某时刻电子在A 点，速度v 向上，如图． (1) 试画出这电子运动的轨道； (2) 求这电子速度v 的大小； (3)求这电子的动能k E ． 图 7 在霍耳效应实验中，一宽，长，厚×10-3 cm 的导体，沿长度方向载有的电流，当磁 感应强度大小为B =的磁场垂直地通过该导体时，产生×10-5 V 的横向电压．试求： (1) 载流子的漂移速度； (2) 每立方米的载流子数目． 8 如图所示，载有电流I 的长直导线附近，放一导体半圆环MeN 与长直导线共面，且端点MN 的连线与长直导线垂直．半圆环的半径为b ，环心O 与导线相距a ．设半圆环以速度v 平行导线平移．求半圆环内感应电动势的大小和方向及MN 两端的电压 N M U U ． 图 9 如图所示，用一根硬导线弯成半径为r 的一个半圆．令这半圆形导线在磁场中以频率f 绕图中半圆的直径旋转．整个电路的电阻为R ．求：感应电流的最大值． 模拟电子技术基础试题汇总 1.选择题 1．当温度升高时，二极管反向饱和电流将 ( A )。 A 增大 B 减小 C 不变 D 等于零 2. 某三极管各电极对地电位如图所示，由此可判断该三极管( D ) A. 处于放大区域 B. 处于饱和区域 C. 处于截止区域 D. 已损坏 3. 某放大电路图所示.设V CC>>V BE, L CEO≈0，则在静态时该三极管 处于( B ) A.放大区 B.饱和区 C.截止区 D.区域不定 4. 半导体二极管的重要特性之一是( B )。 ( A)温度稳定性 ( B)单向导电性 ( C)放大作用 ( D)滤波特性 5. 在由NPN型BJT组成的单管共发射极放大电路中，如静态工 作点过高，容易产生 ( B )失真。 ( A)截止失真( B)饱和v失真( C)双向失真( D)线性失真 6.电路如图所示，二极管导通电压U D＝0.7V，关于输出电压的说法正确的是( B )。 A：u I1=3V，u I2=0.3V时输出电压为3.7V。 B：u I1=3V，u I2=0.3V时输出电压为1V。 C：u I1=3V，u I2=3V时输出电压为5V。 D：只有当u I1=0.3V，u I2=0.3V时输出电压为才为1V。 7.图中所示为某基本共射放大电路的输出特性曲线，静态工作点由Q2点移动到Q3点可 能的原因是 。 A：集电极电源+V CC电压变高B：集电极负载电阻R C变高 C：基极电源+V BB电压变高D：基极回路电阻 R b变高。 8. 直流负反馈是指( C ) A. 存在于RC耦合电路中的负反馈 B. 放大直流信号时才有的负反馈 C. 直流通路中的负反馈 D. 只存在于直接耦合电路中的负反馈 9. 负反馈所能抑制的干扰和噪声是( B ) A 输入信号所包含的干扰和噪声 B. 反馈环内的干扰和噪声 C. 反馈环外的干扰和噪声 D. 输出信号中的干扰和噪声 10. 在图所示电路中，A为理想运放，则电路的输出电压约为( A ) A. －2.5V B. －5V C. －6.5V D. －7.5V 11. 在图所示的单端输出差放电路中，若输入电压△υS1=80mV, △υS2=60mV,则差模输 入电压△υid为( B ) A. 10mV B. 20mV C. 70mV D. 140mV 12. 为了使高内阻信号源与低阻负载能很好地配合，可以在信 号源与低阻负载间接入 ( C )。 A. 共射电路 B. 共基电路 第五章 静 电 场 5 －9若电荷Q 均匀地分布在长为L 的细棒上.求证：(1)在棒的延长线，且离棒中心为r 处的电场强度为 2 204π1L r Q εE -= (2)在棒的垂直平分线上，离棒为r 处的电场强度为 2 204π21L r r Q εE += 若棒为无限长(即L →∞)，试将结果与无限长均匀带电直线的电场强度相比较. 分析这是计算连续分布电荷的电场强度.此时棒的长度不能忽略，因而不能将棒当作点电荷处理.但带电细棒上的电荷可看作均匀分布在一维的长直线上.如图所示，在长直线上任意取一线元d x ，其电荷为d q ＝Q d x /L ，它在点P 的电场强度为 r r q εe E 20d π41d '= 整个带电体在点P 的电场强度 ?=E E d 接着针对具体问题来处理这个矢量积分. (1)若点P 在棒的延长线上，带电棒上各电荷元在点P 的电场强度方向相同， ?=L E i E d (2)若点P 在棒的垂直平分线上，如图(A )所示，则电场强度E 沿x 轴方向的分量因对称性叠加为零，因此，点P 的电场强度就是 ??==L y E αE j j E d sin d 证 (1)延长线上一点P 的电场强度?'=L r πεE 202， 利用几何关系 r ′＝r －x 统一积分变量，则 ()220 022 204π12/12/1π4d π41L r Q εL r L r L εQ x r L x Q εE L/-L/P -=??????+--=-=? 电场强度的方向沿x 轴. (2)根据以上分析，中垂线上一点P 的电场强度E 的方向沿y 轴，大小为 E r εq αE L d π4d sin 2 ? '= 利用几何关系 sin α＝r /r ′，2 2 x r r +='统一积分变量，则 () 2 2 03 /2222 2041π2d π41L r r εQ r x L x rQ εE L/-L/+= +=? 当棒长L →∞时，若棒单位长度所带电荷λ为常量，则P 点电场强度 r ελL r L Q r εE l 02 20π2 /41/π21lim = +=∞ → 此结果与无限长带电直线周围的电场强度分布相同［图(B )］.这说明只要满足r 2/L 2＜＜1，带电长直细棒可视为无限长带电直线. 5 －14设匀强电场的电场强度E 与半径为R 的半球面的对称轴平行，试计算通过此半球面的电场强度通量. 分析方法1：由电场强度通量的定义，对半球面S 求积分，即? ?=S S d s E Φ 方法2：作半径为R 的平面S ′与半球面S 一起可构成闭合曲面，由于闭合面内无电荷，由高斯定理 第四章习题解答 4.1 如题4.1图所示为一长方形截面的导体槽，槽可视为无限长，其上有一块与槽相绝缘的盖板，槽的电位为零，上边盖板的电位为，求槽内的电位函数。 解 根据题意，电位满足的边界条件为 ① ② ③ 根据条件①和②，电位的通解应取为 由条件③，有 两边同乘以，并从0到对积分，得到 故得到槽内的电位分布 4.2 两平行无限大导体平面，距离为，其间有一极薄的导体片由到 。上板和薄片保持电位 ，下板保持零电位，求板间电位的解。设在薄片平面上，从到，电位线性变化，。 解 应用叠 加原理，设板间的电位为 0U (,)x y ?(0,)(,)0y a y ??==(,0)0x ?=0(,)x b U ?=(,)x y ?1 (,)sinh( )sin()n n n y n x x y A a a ππ?∞ ==∑01 sinh( )sin()n n n b n x U A a a ππ∞ ==∑sin( )n x a πa x 002sin()d sinh()a n U n x A x a n b a a ππ==?0 2(1cos )sinh() U n n n b a πππ-=04,1,3,5,sinh()02,4,6,U n n n b a n ππ? =???=? ，0 1,3,5, 41(,)sinh()sin()sinh()n U n y n x x y n n b a a a ππ?π π== ∑ b d y =b y =)(∞<<-∞x 0U 0=y d y =0(0,)y U y d ?=(,)x y ?= 12(,)(,)x y x y ??+ 题4.1图 y o y bo y d y 题 4.2图 P r λ2 λ1 R 1 R 2 1．坐标原点放一正电荷Q ，它在P 点(x =+1,y =0)产生的电场强 度为E ρ 。现在，另外有一个负电荷-2Q ，试问应将它放在什么 位置才能使P 点的电场强度等于零？ (A) x 轴上x >1。 (B) x 轴上0 1. 直角坐标系中点电荷电量为Q ，坐标为()c b a ,,，写出Q 所产生的电场在空间任一点的电场强度。 解：画出坐标系及空间任一点()z y x P ,,，则该点相对于点电荷的位矢为 ()c z b y a x r ---=,,? ，由点电荷Q 产生的电场在P 点处的场强分量 为 ()()()[] 2 3 2 2204c z b y a x a x Q E x -+-+--?=πε ()()() []2 3 2 2 2 04c z b y a x b y Q E y -+-+--? = πε () ()() [] 2 3 2 2 2 4c z b y a x c z Q E z -+-+--? = πε 该场强的方向沿r ? 方向：()()()k c z j b y i a x r )))?-+-+-=。 在求解给定具体坐标的特殊问题时，往往用分量形式直接计算更直观更方便，还不易出错。矢量形式固然很标准化很简洁（尤其是涉及到带有散度和旋度的微分方程），但一般只用于做基本证明和推导的过程，因为矢量方程与所取的任一坐标无关。 2. 一电偶极子的电偶极矩为l q P ? ?=，P 点到偶极子中心的距离为r ， r ?与l ? 的夹角为θ，在l r >>时，求P 点的电场强度E ?在P O r ρ?=方 向的分量r E 和垂直于r ? 方向的分量θE 。 解：在极坐标系下，设点()θ,r P 相对于q +和q -的位矢分别为+r ?，-r ?，它们与r ?的夹角分别为α和β，由点电荷的场强公式有 2041 ++?=r q E πε，2041- -?=r q E πε， -++=E E E ? ?? 在极坐标下，E ? 可以分解为： βαcos cos -+-=E E E r ， βαθsin sin -++=E E E 其中，+-=r l r θαcos 2cos ，-+=r l r θβcos 2cos ， +=r l θ αsin 2sin ， -=r l θβsin 2sin 又因为l r >>，在此近似下有 2r r r ≈?-+，r r r 2≈+-+，θcos l r r ≈-+-， 带入以上各式，化简得 3 0cos 241 r P E r θπε?=，30sin 41r P E θ πεθ?=。 此种方法的关键在于灵活运用各坐标分量间的几何与近似关系。对于电偶极子的问题，联系电势一节的内容，我们可以做一些归纳，下面我们从最常用的直角坐标系出发，来推导电偶极子在空间任一点的电势及场强公式。 以偶极子两电荷连线中点为原点，以偶极矩方向为x 轴方向取直角坐标系中任一点()z y x P ,,，由点电荷的电势叠加可得： ()???? ? ? ? ?????? ? ++??? ??+-+ ++??? ??-?=+=-+222 2 220 2241z y l x q z y l x q U U P U πε 模拟电子技术基础试卷及答案 一、填空（18分） 1．二极管最主要的特性是 单向导电性 。 2．如果变压器二次(即副边)电压的有效值为10V ，桥式整流后(不滤波)的输出电压为 9 V ，经过电容滤波后为 12 V ，二极管所承受的最大反向电压为 14 V 。 3．差分放大电路，若两个输入信号u I1u I2，则输出电压，u O 0 ；若u I1=100 V ，u I 2 =80V 则差模输入电压u Id = 20 V ；共模输入电压u Ic = 90 V 。 4．在信号处理电路中，当有用信号频率低于10 Hz 时，可选用 低通 滤波器；有用信号频率高于10 kHz 时，可选用 高通 滤波器；希望抑制50 Hz 的交流电源干扰时，可选用 带阻 滤波器；有用信号频率为某一固定频率，可选用 带通 滤波器。 5．若三级放大电路中A u 1 A u 230d B ，A u 320dB ，则其总电压增益为 80 dB ，折合为 104 倍。 6．乙类功率放大电路中，功放晶体管静态电流I CQ 0 、静态时的电源功耗P DC = 0 。这类功放的能 量转换效率在理想情况下，可达到 % ，但这种功放有 交越 失真。 7．集成三端稳压器CW7915的输出电压为 15 V 。 二、选择正确答案填空（20分） 1．在某放大电路中，测的三极管三个电极的静态电位分别为0 V ，-10 V ， V ，则这只三极管是（ A ）。 A ．NPN 型硅管 型锗管 型硅管 型锗管 2．某场效应管的转移特性如图所示，该管为（ D ）。 A ．P 沟道增强型MOS 管 B 、P 沟道结型场效应管 C 、N 沟道增强型MOS 管 D 、N 沟道耗尽型MOS 管 3．通用型集成运放的输入级采用差动放大电路，这是因为它的（ C ）。 A ．输入电阻高 B.输出电阻低 C.共模抑制比大 D.电压放大倍数大 4.在图示电路中,R i 为其输入电阻，R S 为常数，为使下限频率f L 降低，应（ D ）。 A ． 减小C ，减小R i B. 减小C ，增大R i C. 增大C ，减小 R i D. 增大C ，增大 R i 5.如图所示复合管，已知V 1的1 = 30，V 2的 2 = 50，则复合后的约为（ A ）。 A ．1500 桥式正弦波振荡电路由两部分电路组成,即RC 串并联选频网络和（ D ）。 A. 基本共射放大电路 B.基本共集放大电路 C.反相比例运算电路 D.同相比例运算电路 i D /mA -4 u GS /V 5 V 2 V 1 一.选择题（本大题15小题，每题2分） 第一章、第二章 1.在静电场中，下列说法中哪一个是正确的 [ ] (A)带正电荷的导体，其电位一定是正值 (B)等位面上各点的场强一定相等 (C)场强为零处，电位也一定为零 (D)场强相等处，电位梯度矢量一定相等 2.在真空中的静电场中，作一封闭的曲面，则下列结论中正确的是［］ (A)通过封闭曲面的电通量仅是面内电荷提供的 (B) 封闭曲面上各点的场强是面内电荷激发的 (C) 应用高斯定理求得的场强仅是由面内电荷所激发的 (D) 应用高斯定理求得的场强仅是由面外电荷所激发的 3.关于静电场下列说法中正确的是 [ ] (A)电场和试探电荷同时存在和消失 (B)由E＝F/q知道，电场强度与试探电荷成反比 (C)电场强度的存在与试探电荷无关 (D)电场是试探电荷和场源电荷共同产生的 4.下列几个说法中正确的是： [ ] (A)电场中某点场强的方向，就是将点电荷放在该点所受电场力的方向 (B)在以点电荷为中心的球面上，由该点电荷所产生的场强处处相同 (C)场强方向可由E=F/q定出，其中q为试验电荷的电量，q可正、可负， F为试验电荷所受的电场力 (D)以上说法全不对。 5.一平行板电容器中充满相对介电常数为的各向同性均匀电介质。已知介 质两表面上极化电荷面密度为，则极化电荷在电容器中产生的电 场强度的大小为 [ ] (A) 0εσ' (B) 02εσ' (C) 0εεσ' (D) ε σ' 6. 在平板电容器中充满各向同性的均匀电介质，当电容器充电后，介质中 D 、 E 、P 三矢量的方向将是 [ ] (A) D 与E 方向一致，与P 方向相反 (B) D 与E 方向相反，与P 方向一致 (C) D 、E 、P 三者方向相同 (D) E 与P 方向一致，与D 方向相反 7. 在一不带电荷的导体球壳的球心处放一点电荷，并测量球壳内外的场强分 布，如果将此点电荷从球心移到球壳内其它位置，重新测量球壳内外的场强分布，则将发现： [ ] (A) 球壳内、外场强分布均无变化 (B) 球壳内场强分布改变，球壳外的不变 (C) 球壳外场强分布改变，球壳内的不变 (D) 球壳内、外场强分布均改变 8. 一电场强度为E 的均匀电场，E 的方向与x 轴正向平行，如图所示，则通过 图中一半径为R 的半球面的电场强度通量为 [ ] (A) 2R E π；(B) 21 2 R E π； (C) 22R E π；(D ) 0。 9. 在静电场中，电力线为均匀分布的平行 直线的区域内，在电力线方向上任意两点的电场强度E 和电势U 相比较 [ ] (A) E 相同，U 不同 (B) E 不同，U 相同 (C) E 不同，U 不同 (D) E 相同，U 相同电磁学课后习题答案
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