东南大学自动化考研试题2000年电路

电路历年真题试卷汇编6(总分88,考试时间90分钟)1. 单项选择题单项选择题下列各题的备选答案中，只有一个是符合题意的。

1. (西安电子科技大学2010年考研试题)如图7一44所示电路，t＜0电路已处于稳态，t=0开关闭合，iC(0+)为( )。

A. 一2mAB. 2／3mAC. 4／3mAD. 2mA2. (西安电子科技大学2009年考研试题)如图7一50所示电路，t＜0时己处于稳态，t=0时开关S打开，则iC(0+)为( )。

A. 一2 AB. 一1 AC. 1AD. 2A2. 判断题请判断下列各题正误。

1. (重庆大学2007年考研试题)判断题：线性动态电路输入一输出方程的阶数等于电路中储能元件的个数。

A. 正确B. 错误3. 解答题1. (清华大学2007年考研试题)电路如图7一8所示。

开关S换路前电路已达稳态，t=0时开关S由位置1合向位置2。

求开关换掉后的电流i1(t)、i2(f)和电压u(t)，并画出波形图(本题限时域求解)。

2. (清华大学2006年考研试题)电路如图7一10所示。

(1)写出电路的状态方程，并整理成标准形式X=AX+BV，其中；(2)定性画出uc的变化曲线。

3. (清华大学2006年考研试题)如图7一12所示电路，t＜0时S1断开、S2闭合，电路已达稳态。

t=0时，同时闭合开关S1，打开开关S2。

求电流i(t)并定性画出i(t)的变化曲线。

4. (清华大学2006年考研试题)如图7一15所示电路，网络N内都仅含线性电阻。

如图7一15(a)所示，t=0时a、b端通过开关S接通一个iL(0一)=3A、电感值为1H的电感，则c、d 端的电流i=一0．5e一2tA(t＞0)。

如图7一15(b)所示，现在C、d端并接一大小为6A的电流源，t=0时a、b端仍通过开关S接通一个iL(0一)=1A、电感值为2H的电感，求电感中的电流iL(t)(t＞0)。

5. (清华大学2005年考研试题)如图7一17所示电路，开关S闭合前电路处于稳态，t=0时闭合开关S。

[考研类试卷]电路历年真题试卷汇编71 (清华大学2006年考研试题)如图9-4所示电路，，电流表A1和A2的读数相等，都是1A(有效值)，R1=R2=2Ω，功率表读数为100W，L1=0．1H。

求L2和C。

2 (清华大学2005年考研试题)已知用指示直流分量的磁电式表测量如图9—5所示电压的读数为5V。

求用指示有效值的电磁式表测量该电压时的读数。

3 (北京大学2006年考研试题)当ω=1000rad／s时，求图9-6(a)所示串联电路的并联等效电路，求图9-6(b)所示并联电路的串联等效电路。

4 (华中科技大学2006年考研试题)如图9—7所示的稳态电路中，u S(t)为正弦电压源(ω=10rad／s)，E0为直流电压源，电压表的读数为12V，电流表的读数为2．5A(均为有效值)。

求各电源提供的功率。

5 (武汉大学2008年考研试题)在图9-8所示正弦交流电路中，已知：U=120V，R1=20Ω，R2=10Ω，X1=40Ω，X2=20Ω。

试求：(1)电源输出的有功功率和无功功率；(2)功率表W的读数。

6 (武汉大学2008年考研试题)在图9-9所示电路中，已知：L1=8mH，L2=0．3H，R=2Ω，L3=0．5H，R1=4Ω，U0=6V，n=4，，电流表A2的读数为0．6A。

求电容C之值及电流表A1的读数。

7 (武汉大学2007年考研试题)如图9—12所示电路，已知，R=1Ω，ω=104rad／s，电压表的读数为10V，电流表A1的读数为30A。

求图中电流表A2、功率表W的读数和电路从电源端看进去的输入阻抗Z in。

8 (西安交通大学2007年考研试题)图9—13所示正弦稳态电路中，已知=6∠0°V，负载Z L可调节，试问Z L为何值时能获得最大功率?并求此最大功率。

9 (哈尔滨工业大学2006年考研试题)图9—15所示电路中，当R=1Ω时，U=7．5V；当R=2Ω时，U=12V。

( Ⅰ)
( Ⅱ)
6．某序列检测电路输入为 X，输出为 Z。仅当 X 输入 “0011”或“1100”时 Z 才输 出 1；否则，Z=0。序列不可重叠。试推导其米里型状态图。 （10 分） 答：
S0 0/ 0 1/0 S1 0/0 0/ 0 1/1 0/0 0/0 S3 1/ 0 S5 S4 0/ 0 S6 1/0 1/0 S2 1/ 0 0/1 1/ 0
AB CD 00 01 11
0 1 0 1 0 0 x 1
10
1 0 0 1
00 x 01 1 11 1 10 1
F1⊕F2=C D + AB+ B D+ ABC =(B+C)(A+B+D)(A+B+D)
2．设电路的输入为 A、B、C 、D0、D 1、D 2、D 3，输出为 F，功能如表所示， 仅用一个图示的 4 选 1 数据选择器，附加适当的逻辑门，设计该电路，画出电路 图。 （15 分）
A 0 0 0 0 1 1 1 1
B 0 0 1 1 0 0 1 1
C 0 1 0 1 0 1 0 1
F D0 D1 D0 D3 D2 D3 D0 D2
EN 0 0 1 2 3
MUX
G0 3 1
答：
A 0 0 0 0 1 1 1 1
B 0 0 1 1 0 0 1 1
C 0 1 0 1 0 1 0 1
5．试设计一个 8421BCD 码的模 36 加法计数器，其计数起点为 0000 0000，画出 电路图。 （15 分）
答：
&
Q0 Q1 Q2 Q3 Q0 Q1 Q2 Q3 CR CP 1 CPU CPD 74192 LD CO BO CR CPU CPD

电路历年真题试卷汇编1(总分72,考试时间90分钟)1. 解答题1. (清华大学2007年考研试题)求如图10-5所示电路中电压源发出的有功功率。

已知电源电压为，理想变压器变比n=2，回转器回转电阻α=2Ω。

2. (清华大学2005年考研试题)电路的相量模型如图10-7所示。

已知ωM=2Ω，I1=I2=I3=10A，电路消耗的功率P=1000W。

求R、ωL2和之值。

3. (华中科技大学2006年考研试题)如图10-9所示的含理想变压器的正弦稳态电路中，UL=200V，UR=50V，IS=5A，ω=10rad／s，且有iS与uC同相位，试求R、L、C的值。

4. (华中科技大学2005年考研试题)在如图10-10所示电路中，已知角频率ω=1000rad／s，电源电压的有效值为18V，I=1A，瓦特表的读数为32．4W，L1=L2=0．5H，L3=0．1H，C3=10μF，R1=R2=10Ω，试求互感系数M。

5. (西安交通大学2007年考研试题)图10-11所示电路中含有理想变压器，原边匝数为N1，副边匝数为N2，。

当原边分别由电流源is与电压源us激励时，在保持原边匝数N1不变的前提下，若要使R2上的功率增加，副边匝数N2应增加还是减少?请说出理由。

6. (西安交通大学2007年考研试题)图10一12所示正弦稳态电路中，己知电压源，XL1=1Ω，XL2=2Ω，XM=1Ω，XC=-4Ω。

试求。

7. (哈尔滨工业大学2006年考研试题)图10-14所示非正弦电路中，已知us=10+，L2=M=1H，L1=2H，求电流i2的瞬时值和有效值以及电压源发出的平均功率。

8. (哈尔滨工业大学2005年考研试题)图10一16所示正弦交流电路，已知，L=0．1H，R=10Ω，C=10-3F。

求负载ZL为何值时它可以获得最大功率，最大功率为多少?并求此时电流i2的瞬时值。

9. (东南大学2005年考研试题)如图10-18所示电路，设L1与L2全耦合，则两个理想电压表V1的读数为_________；V2的读数为__________。

4.1.1 东南大学（934）电路2008年硕士研究生入学考试试题参考答案4.2 东南大学（934）电路2009年硕士研究生入学考试试题及答案4.2.1 东南大学（934）电路2009年硕士研究生入学考试试题参考答案4.3 东南大学（934）电路2010年硕士研究生入学考试试题及答案4.3.1 东南大学（934）电路2010年硕士研究生入学考试试题参考答案4.4 东南大学（934）电路2013年硕士研究生入学考试试题（回忆版）1.网络问题，已知某一支路电流，求电压，把三角形化成星形用节点电压（好像是07 或年真题）2.黑箱问题，给了一个条件求电阻为何值事功率最大，也就是求戴维南等效，根据已知条件算出开路电压与电阻关系即可3 网络问题，已知某一电阻功率，和两个电源的变换，求支路电压，应用叠加定理算出，注意正负两个值4 功率补偿问题，以前的真题5 放大器问题正弦稳态电路6 动态电路问题已知电压电流响应求电容，和到达三分之一能量时的时间，以前的真题7 黑箱问题，求响应，10 年真题8 正弦稳态问题+理想变压器已知两电表读数相同，注意到并联谐振即可9 非线性电路问题求静态工作点时电容相当于开路10 非正弦周期问题求某电压和功率，叠加定理大题1。

陈燕书上的原题，应该也是04 年大连交通的题2。

03 年真题3.一阶电路问题，换路后右边是电感组成的一阶电路，左边由以右您所下载的资料来源于 考研资料下载中心获取更多考研资料，请访问边电感电流为受控辆的受控电压源直接接在电容两端，求某支路电流，计算时注意冲击响应4 三相电路问题，第一问求线电压，第二问是A 相故障求B，C 相电流5 非正弦周期问题，叠加定理，难点在于那个空心变压器，先戴维南化简下会简化计算6 三相电路的非对称电路，1 求线电压2 求开关断开时由来电感和三个电阻组成的回路组成的网络，应用磁链守恒和拉普拉斯都可以，和04 年真题三相电路有点像，比那题简单点。

1、请一一列举电力电子器件和理想开关的主要区别，并简要说明使电力电子器件正常工作的应对措施。

答：电力电子器件与理想开关的主要区别在于：（1） 理想开关导通零电阻，而器件存在导通压降，存在通态损耗；且关断后存在反向漏电流，存在断态损耗。

（2） 理想开关可瞬时开通和关断，而器件需要一定的开通、关断时间，存在开通和关断损耗。

（3） 理想开关耐压、耐流能力无限，而器件只能承受一定的额定电压和额定电流，并且只能承受一定的du/dt 和di/dt 。

下面以晶闸管为例说明使电力电子器件正常工作的应对措施：（1） 选用晶闸管时注意其额定电压和电流应留有一定裕量，额定电压取正常工作时承受的峰值电压的2~3倍，额定电流取1.5~2倍通态平均电流有效值，并工作在安全工作区内。

（2） 晶闸管需要在门级加一定宽度和强度的触发脉冲才能正常工作。

（3） 当晶闸管承受反压或其中流过的电流下降至维持电流以下时，晶闸管才能关断。

（4） 晶闸管具有一定的开通和关断时间，实际应用中应注意使用频率的限制。

（5） 避免过大的du/dt 和di/dt ，使用中应该加缓冲电路；为了防止器件过热导致器件损坏，实际应用时还应该注意散热。

2、大功率开关器件（GTR 、IGBT 等）在开关电路中为何需要加入缓冲电路？缓冲电路根据其在器件工作中的作用可分为哪两大类？答：缓冲电路可以抑制过电压du/dt ，过电流di/dt ，减少器件的开关损耗，塑造开关器件开关过程中的开关状态轨迹。

如无极性的R-C 缓冲电路可以保护器件；极性化R-C 缓冲电路可以吸收器件的关断、换向过电压和du/dt ，进行关断保护；极性化L-R 缓冲电路可以抑制开通电流过冲和di/dt ，进行开通保护；关断和开通缓冲电路结合可以构成复合缓冲电路。

按能量去向分配可分为耗能式和馈能式缓冲电路。

如图所示的缓冲电路在V 开通时，C s 通过R s 向V 放电，使i C 先上一个台阶，以后因有L i ，i C 上升速度减慢；在V 关断时，负载电流通过VD s 向C s 分流，减轻了V 的负担，抑制了du/dt 和过电压。

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图 14
4、图 14 所示三相电路中，UAN、UBN、UCN 为对称三相电源，设 UAN＝220<0°V，计算电流 iLO. u2 u>0
5、图 15 所示电路中，电压控制型非线性电阻的伏安关系为 i1=g1(u)= 0 u<0
LS=8A,i(t)=0.5Sin(t)A,用小信号分析法计算 u, i1,i2.
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图 15
图 16
6、作出图 16 所示电路的复频域电路模型，计算其零状态响应 u(t)。
一，
1，_ 9 ×10−5 J
2，50W 3，20V 4，u=2i
5， 3Ω
_ 5Ω
6， 3 + 251.25 3W
2005 年真题解析
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7，_-1.5_
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[考研类试卷]电路历年真题试卷汇编2.doc[考研类试卷]电路历年真题试卷汇编2一、填空题请完成下列各题，在各题的空处填入恰当的答案。

1 (华北电力大学2008年考研试题)如图3一66所示电路中的电压U=__________。

2 (东南大学2005年考研试题)如图4一31所示电路中，ab间的戴维南等效电源为U oc=___________；R ab=_________。

二、单项选择题下列各题的备选答案中，只有一个是符合题意的。

3 (南京航空航天大学2007年考研试题)如图3一71所示电路中电流，I1为( )。

（A）3A（B）0．6A（C）一0．2 A（D）0．2A4 (南京航空航天大学2007年考研试题)含理想二极管电路如图3一72所示，当开关S由断开状态变为闭合状态时，二极管将( )。

（A）由截止变为导通（B）由导通变为截止（C）保持导通（D）保持截止5 (南京航空航天大学2006年考研试题)如图3一73所示电路中节点2的节点电压方程为( )。

（A）一3U1+4U2一U3=一48（B）U1+4U2一U3=一48（C）一5U1+4U2=-4（D）一9U1+4U2一U3=一86 (中国矿业大学2008年考研试题)如图3一77所示电路受控源的电压为( )。

（A）一6V（B）6V（C）5V（D）一5V7 (西安电子科技大学2009年考研试题)如图4一44所示电路，10V电压源产生功率等于( )。

（A）1W（B）3W（C）4W（D）6W8 (华南理工大学2010年考研试题)用回路电流法求解如图3一51所示电路中I X及受控源的功率。

9 (华南理工大学2009年考研试题)如图3一52所示电路，已知U S1=1V，U S2=2V，U S3=4V，I S=3A，R1=1Ω，R2=0．2Ω，R3=0．25Ω，R4=2Ω。

用节点电压法求电压U。

10 (武汉理工大学2010年考研试题)求如图3一54和图3一55所示电路中的输入电阻R ab。

2. RL电路的零输入响应
R1
K(t=0)
i
+
uL
i
+ R
di dt
US
L
–ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
US R1
L uL –
Ri 0
R
i L (0 ) i L (0 )
I0
L
t 0
特征方程 Lp+R=0 代入初始值 i(0+)= I0 特征根 p R / L
A= i(0+)= I0
得 i(t ) I 0 e
i3(0+)=0
uL(0+)=20×i2(0+)=20×0.3=6V
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求初始值的步骤:
1. 由换路前电路（一般为稳定状态）求uC(0－)和iL(0－)； 2. 由换路定则得 uC(0+) 和 iL(0+)。 3. 画0+等效电路。 a. 换路后的电路 b. 电容（电感）用电压源（电流源）替代。 （取0+时刻值，方向与原假定的电容 电压、电感电流方向相同）。 4. 由0+电路求所需各变量的0+值。
（2）由换路定则得
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因此，在t=0+ 瞬间，电容元件相当于一个4V的电压源， 电感元件相当于一个2A的电流源。据此画出t=0+ 时刻的 等效电路，如图 (C) 所示。
（3）在t=0+ 电路中，应用直流电阻电路的分析 方法，可求 出电路中其他电流、电压的初始值，即
iC(0+)=2-2-1=-1A uL(0+)=10-3×2-4=0 V
t 0
+ uc -
C
1

目录Ⅰ历年真题试卷 (2)东南大学2010年招收硕士学位研究生入学考试试卷 (2)东南大学2011年招收硕士学位研究生入学考试试卷 (8)东南大学2012年招收硕士学位研究生入学考试试卷 (13)Ⅱ历年真题试卷答案解析 (19)东南大学2010年招收硕士学位研究生入学考试试卷答案解析 (19)东南大学2011年招收硕士学位研究生入学考试试卷答案解析 (33)东南大学2012年招收硕士学位研究生入学考试试卷答案解析 (45)Ⅰ历年真题试卷东南大学2010年招收硕士学位研究生入学考试试卷请考生注意：试题解答务请考生做在专用“答题纸”上！做在其他答题纸上或试卷上的解答将被视为无效答题，不予评分。

科目代码：954科目名称：电路（电路工程）一、填空题（每题6分，共60分）1.如图所示，已知)60100cos(2220)(1︒+=t t u (V)，L 1=L 2=0.4H ，M=0.1H ，当)()(21t u t u =时，求C=F 。

图12.图示稳态电路中，U=10V ，I=50A ，P=400W ，P 1=300W ，Q 2=100Var ，电路呈容性，试求I 1=A ，I 2=A 。

图23.图示电路中，a 图中的网络N 的伏安特性曲线如图b 所示，试给出网络N 的诺顿等值电路表达式。

图34.图示电路中，R1=1Ω，R3=3Ω，U S1=1V，I S2=2A，R2可变。

若要使R2改变时，各支路电流不变，试求U S3=V。

图45.图示电路中，L1=1H，L2=2H，M=0.5H，i S为周期函数其波形如图b所示，则电压表的读数为V。

图a图b图56.图示电路中，运放为理想运放，求u0=V。

图67.N 0为无源线性定常系统，已知当)(2t u S ε=V 时，响应)2(2t e i --=A ，t≥0；当)(3t u S ε=V 时，响应)23(2t e i --=A ，t≥0；试求u S 为图b 所示波形时的响应i =A 。

东南大学建筑系规划设计1995——1996城市规划设计1999城市规划原理1995——1998，2002中外建筑史和城建史2003中、外建筑史1991——1999，2001外国建筑史1991，1995——2000，2002中国建筑史1995——2001建筑构造1996，2002建筑技术(构造、结构)1998——1999，2002建筑设计1995——2000建筑设计基础2004建筑设计原理1995——1996建筑物理1999，2002素描1995——1998素描色彩1999素描与色彩画2002色彩画1995——1998西方美术史1999中、西美术史1997——1998中西美术史1995——1996，1998中西美术史及其理论1999创作与设计1999无线电工程系专业基础综合（信号与系统、数字电路）2004——2006专业基础综合（含信号与系统、计算机结构与系统、线性电子线路）2003 通信原理1994，1999——2003（1999有答案）信号与系统1997——2002数字电路与微机基础1998——2002模拟电子技术2000模拟电子线路1999——2002电磁场理论2001，2003——2004微机原理与应用1996——2000，2002（2002有答案）应用数学系高等代数1997——2005数学分析1995——2005概率论2003常微分方程2004物理系量子力学2001——2005普通物理2001——2005光学1997——1998，2000——2004热力学统计物理2001电磁场理论2001，2003——2004人文学院政治学原理2008法学理论2004法学综合（法理学）（含刑法学与刑事诉讼法学、宪法学、行政法学与行政诉讼法学）2004法学综合（民商法学）（含宪法学、法理学、行政法学与行政诉讼法学）2004 法学综合（宪法学与行政法学）（含刑法学与刑事诉讼法学、法理学、民商法学与民事诉讼法学）2004民商法学2004宪法和行政法学2004外语系二外日语1999——2004二外法语2000——2004（2003有答案）（注：2004年试卷共10页，缺第9页和第10页）二外德语2000——2002，2004二外俄语2000，2002基础英语1999——2002语言学1999——2002翻译与写作1999——2002基础英语与写作2003——2004（2003——2004有答案）语言学与翻译2003——2004英美文学与翻译2004（2004有答案）二外英语2004日语文学与翻译2004交通学院材料力学2003——2005材料力学（结）1995——2000材料力学（岩）2005结构力学1993——2006土力学及土质学1993——1997，1999——2005道路交通工程系统分析1994——2004（1994——1998，2003——2004有答案）电路分析基础1996——2004电路分析与自控原理2003交通工程学基础1992——2001生物信号处理1999——2003局部解剖学1996生理学1995——1997流行病学2005卫生综合2004——2005内科学1995——1998建筑研究所中外建筑史和城建史2003中、外建筑史1991——1999，2001外国建筑史1991，1995——2000，2002中国建筑史1995——2001建筑构造1996，2002建筑技术(构造、结构)1998——1999，2002建筑设计1995——2000建筑设计基础2004建筑设计原理1995——1996建筑物理1999，2002学习科学研究中心（无此试卷）远程教育学院计算机软件基础（含数据结构、操作系统、软件工程、编译原理、离散数学）2003 计算机专业基础2002，2004——2005计算机结构与逻辑设计2001年本科生期末考试试题离散数学考研试题集（含97——00年）10元编译原理1993——2001编译原理与操作系统2002操作系统1994——2001数据结构1992——2002机械工程系机械原理1993——2005机械设计2002——2004电路分析基础1996——2004电路分析与自控原理2003制冷原理2003——2004制冷原理与设备2000——2002材料力学2003——2005材料力学（结）1995——2000材料力学（岩）2005结构力学1993——2006材料力学2003——2005材料力学（结）1995——2000材料力学（岩）2005土力学及土质学1993——1997，1999——2005工程结构设计原理2005工程经济2003——2005工程流体力学1998——2005工程热力学2000——2004工程施工与管理2002工程力学2003——2005工程力学2002（样题）钢结构1997——1999环境微生物学2005水污染控制工程1997——2002流行病学2005普通化学1997——1998，2000——2005有机化学2004——2005卫生综合2004——2005管理原理1998——2005，2010（2010为回忆版）（注：2004年试卷共2页，缺第2页）自动控制系自动控制理论1997——2002自动控制原理2004高等代数1997——2005生物科学与医学工程系生物信号处理1999——2003现代生物学2003经济管理学院西方经济学1999——2003，2005，2010（2002——2003有答案）（注：2005、2010年试卷为回忆版）金融学基础2002——2005，2005答案管理原理1998——2005，2010（2010为回忆版）（注：2004年试卷共2页，缺第2页）管理学2000——2002，2005，2007（2000——2002有答案）现代管理学2003——2004，2010（2003有答案）（2010为回忆版）市场营销学1999，2000——2001高等代数1997——2005自动控制理论1997——2002自动控制原理2004运筹学2001体育系（无此试卷）仪器科学与工程系电路分析基础1996——2004电路分析与自控原理2003自动控制理论1997——2002自动控制原理2004电磁场理论2001，2003——2004微机系统与接口技术2001——2002微机原理与应用1996——2000，2002（2002有答案）公共卫生学院西方经济学1999——2003，2005，2010（2002——2003有答案）（注：2005、2010年试卷为回忆版）卫生综合2004——2005有机化学2004——2005分析化学1992——2005（1992——2005有答案）物理化学2004——2005物理化学（化）1998——2005物理化学（金材）2000，2002生物信号处理1999——2003局部解剖学1996生理学1996流行病学2005高等教育研究所（无此试卷）软件学院（无此试卷）集成电路学院模拟电子技术2000模拟电子线路1999——2002微机系统与接口技术2001——2002微机原理与应用1996——2000，2002（2002有答案）电磁场理论2001，2003——2004动力工程系结构力学1993——2006土力学及土质学1993——1997，1999——2005工程经济2003——2005工程流体力学1998——2005工程热力学2000——2004工程施工与管理2002热工自动调节原理2001——2004制冷原理2003——2004制冷原理与设备2000——2002电路分析基础1996——2004电路分析与自控原理2003传热学2000——2004普通化学1997——1998，2000——2005电子工程系物理化学2004——2005物理化学（化）1998——2005物理化学（金材）2000，2002半导体物理1996——2005，2010（2010为回忆版）模拟电子技术2000模拟电子线路1999——2002电子线路基础2001——2004电磁场理论2001，2003——2004高等代数1997——2005微机系统与接口技术2001——2002微机原理与应用1996——2000，2002（2002有答案）计算机科学与工程系计算机软件基础（含数据结构、操作系统、软件工程、编译原理、离散数学）2003 计算机专业基础2002，2004——2005计算机结构与逻辑设计2001年本科生期末考试试题离散数学考研试题集（含97——00年）10元编译原理1993——2001编译原理与操作系统2002操作系统1994——2001数据结构1992——2002材料科学与工程系物理化学2004——2005物理化学（化）1998——2005物理化学（金材）2000，2002材料力学2003——2005材料力学（结）1995——2000材料力学（岩）2005钢结构1997——1999金属学2003——2004金属学及热处理1999——2002，2005卫生综合2004——2005电气工程系电工基础2000——2006模拟电子技术2000模拟电子线路1999——2002微机原理与应用1996——2000，2002（2002有答案）电磁场理论2001，2003——2004化学化工系物理化学2004——2005物理化学（化）1998——2005物理化学（金材）2000，2002艺术学系素描1995——1998素描色彩1999素描与色彩画2002色彩画1995——1998西方美术史1999中、西美术史1997——1998中西美术史1995——1996，1998中西美术史及其理论1999创作与设计1999临床医学院生物信号处理1999——2003局部解剖学1996生理学1995——1997流行病学2005卫生综合2004——2005内科学1995——1998情报科学技术研究所（无此试卷）职业技术教育学院（无此试卷）英语（单考）1999——2000。

共 45 页 第 1 页东 南 大 学 考 试 卷（A 卷）课程名称电工学 考试学期 11-12-2得分适用专业 机械工程及自动化 考试形式 闭卷 考试时间长度120分钟1)Birds routinely land and relax on power lines whichcarry tens of thousands of volts of electricity. Explain why these birds do not get electrocuted. (6 pts)The resistance of the air is too large for current to flow from the line to the bird to the ground.Alternately, the resistance is too large for current to divert from the wire, into the bird, and then back into the wire. It is not because of wire insulation. Birds could land on uninsulated wires just fine.6 pts for right answer. 1 pt for something vaguely correct.2) Suppose your car battery is dead, and you need to charge it using another car’s battery. You have a pair of cables 电缆which you can use to connect the terminals终端of the batteries. In order to charge your car battery, should you connect the same terminals (positive of one battery to the positive of the other, and the same with the negative) or the opposite terminals (positive of one battery to the negative of the other battery)? Why did you choose this configuration配置；结构? (6 pts)First note that real batteries have internal内部的resistance, so the universe领域will not explode爆炸if you directly connect two car batteries.Next, if the opposite terminals are connected, then P=VI and common sense tells us that both batteries will be supplying power, and the internal resistances will be consuming消耗power, so clearly no power is being delivered 递送by either battery. If the same terminals are connected,共45 页第 2 页then we can see that if one battery is of a higher voltage than the other, it will provide power to theother battery. Key to this realization实现is to know that battery voltages drop下降；终止as the battery is depleted耗尽的.6 pts for right answer. 2 pts if you try to say there is no current if two batteries are connected + to+ because voltage sources are perfectly balanced.3) A standard procedure for testing the internal resistance of a battery is the “dual双重的pulse脉冲” test. We first attach an ideal 5 mA current source between the terminals of the battery, so that current flows in the usual direction (positive to negative), and measure the voltage across the battery terminals. We then remove the 5 mA source, and attach an ideal 505 mA current source instead,and again measure the battery terminals. (6 pts)共45 页第 3 页i.Suppose that we find a 1.485V voltage with the 5 mA source, and a 1.385 with the 505 mA source, what is the internal resistance?Easy way to solve these is to subtract减去；扣掉 2nd from first, giving, or .3 pts for right answer. 2 pts if sign error or algebra 代数学mistake.ii. Assuming the battery is perfectly linear 线型的(i.e. accurately modeled 模式化；被效仿by a Thevenin 戴维宁equivalent), is it possible to find the voltage provided by the battery with no load attachedusing the data above? If so, what is it? If not, why not?共45 页第 4 页Plug塞住；用插头将与电源接通 in to one of our equations above, e.g., giving , or finally. If you did it with the current source the other way, you should still have gotten 1.486V.3 pts for right answer.Find the Thevenin or Norton equivalent circuit model.(12 pts ).共45 页第 5 页(6 pts )(6 pts )Find the Voltage v and the currents i1 and i2 for the circuit shown below. (10 pts )共45 页第 6 页SolutionLabel标注 the meshes；网状物:Since i3=2 it is not a variable.Writing KVL around the first mesh:24*(i2-i3) + 12*i1 = 0Writing KVL around the second mesh:12*i2 + 6*(i2 –i3) = 0Substituting代替，取代 for i3 and rearranging 36*i1 = 4818*i2 = 12共45 页第7 页Namelyi1 = 4/3 Ai2 = 2/3A7. Find the current i for the circuit shown below (10 pts )SolutionZeroing the 1A source gives共45 页第8 页By the current division principle, the contribution of the 2A source to i1 is2*(-1/30) / (1/30+1/5) = -2/7A.Zeroing the 2A source givesBy the current division principle, the contribution of the 1A source to i1 is1*(1/15)/(1/15+1/20) = 4/7A.Hence i1 = 4/7-2/7 = 2/7A.共45 页第9 页Find the Thevenin and Norton equivalent circuits across terminals a and b for the following circuitWith an open circuit across terminals a and b the current through the 20 resistor must be 0.5ix and the voltage across it is then 10ix. ByKVL we also get30V = 5ix + 10ixSo ix = 2A and we calculateVTH = 10ix = 20VTo find RTH we zero the independent独立的 source to get the circuit in Figure 4.We wish to determine what resistance this circuit isequivalent 等价的to across共45 页第10 页the terminals a and b. One way to do this is to imagine connecting anindependent voltage source of voltage VS across the terminals and findingthe current drawn from this voltage source. We therefore consider thecircuit in Figure 5.KVL gives−5Ωix = VS → ix = −VS/5Ω A (1)KVL also gives20Ωi1 = VS → i1 =VS/20 Ω (2)KCL givesi = i1 + 0.5ix − ix = i1 − 0.5ix (3)共45 页第11 页Plugging (1) and (2) into (3) yieldsi =VS/20Ω+VS/10Ω=3VS/20ΩEventually,RTH =VS/i=20/3 ΩThe Thevenin equivalent circuit is depicted描述； in Figure 6.From this we get the Norton equivalent circuit in Figure 7 where we usedWe could have also determined IN by applying a short circuit across theterminals a and b and computing 计算；处理the current through the short circuit短路.This involves analyzing the circuit in Figure 8. Here wehave by KVL共45 页第12 页5ix = 30V → ix = 6AThis gives, by KCLi = ix − 0.5ix = 0.5ix = 3Awhich matches the earlier calculation计算；估计.Suppose that v1(t) = 80 cos (ωt) and v2(t) = 60 sin (ωt). Use phasors相量 to reduce the sum vs(t) =v1(t) + v2(t) to a single 单一的term of the form Vm cos (ωt +θ). Draw a phasor diagram, showing V1, V2, and Vs. State the phase relationships between each pair of these phasors. (16共45 页第13 页pts )The phasor corresponding tov1(t) = 80 cos (ωt)isV1 = 80∠0 = 80Equivalently, we get forv2(t) = 60 sin (ωt) + 60 cos (ωt −π/2)the phasorV2 = 60∠−π/2 = −j60To find the sum using phasors we add the complex numbers which yieldsV = V1 + V2 = 80 − j60 = 100e−j arctan 3/4This corresponds符合，一致 to the time signalvs(t) = 100 cos (ωt − jarctan3/4)The phasor diagram is depicted描述 in Figure 2.Note that V1 leads V2 by π/2 and leads Vs by arctan反正切 ( 4/3 ).共45 页第14 页Find an expression 表达式for v(t) of the form Vm cos (ωt +θ) when v(t) = v1(t) + v2(t) + v3(t) + v4(t) withv1(t) = 20 sin (ωt)v2(t) = 20 cos (ωt +π/6)v3(t) = 20 sin (ωt +π/3)v4(t) = −10 cos (ωt)Use phasors. (6 pts )Solution:The phasors corresponding 相应的to each component 成分；组件；[电子] 元件signal are given in Table表格 1. The complex number equivalent复数等效to each phasor is given as well.共45 页第15 页Adding all complex numbers giveswhich corresponds to the phasorwhich can be transformed变形 into the time signalFind the complex impedance阻抗 in polar form 点斜式极坐标形式极形式of the network shown below for ω = 10001/s , ω= 20001/s ,and ω = 40001/s . (6 pts )共45 页第16 页(5 pts)Both capacitors电容器 and inductors电感器 can be used to store energy for use later. Capacitors, though, are far more popular for energy storage than inductors, because they are easier to keep charged带电荷的带电的. In lab, for example, you can easily connect up a capacitor to a battery, disconnect it from the source, carry it around in your pocket to grab lunch午餐, go back to lab, and then find that it's still holding a charge even after a long time. Explain why this is relatively difficult with inductors.共45 页第17 页(5 pts) If you've ever had the batteries on a flash li ght闪光灯；手电筒 run out,you know that as soon as the ligh t starts dimming调光；变暗,your battery will very soon be dead.This is because a battery supplies its maximum vo ltage峰点电压 until right before it is depleted耗尽的.On t he axis 坐标轴on the left,I have plotted标绘的 the brightn ess亮度辉度 of a battery powered flashlight over the lif e of the battery.We can also power a flashlight using共45 页第18 页a capacitor.Assuming the brightness of a bulb 电灯泡is p roportional比例的 to the voltage across it,on the right axis,draw (qualitatively定性地) the brightness vs. Time for a capacitor powered flashlight.Draw so that bright ness is 1 at time=0,and has dropped to at least 0.1 by time=1.We just want the shape形状,not necessarily the exact values.c) (5 pts) A student is not satisfied with the amount of共45 页第19 页energy stored in his one-capacitor circuit. He wants to store more energy, so puts 10 capacitors in series串联 and charges them with a single voltage source. Is this a good idea? Why or why not?Find the Thevenin equivalent 戴维南定理of the circuit电路below at the two terminals on the far right:共45 页第20 页e) Find the Thevenin equivalent of the circuit below between terminals and [Think about the various algorithms算法 we’ve used to find Thevenin equivalents.If you get stuck被困住了,complete the rest of these tricky 棘手的复杂的problem and come back to this one and maybe some inspiration will reach you]:共45 页第21 页共45 页第22 页For the circuits below, please find expressions for the specified voltage表达式指定的电压over the indicated time 表示时间ranges in terms of the circuit parameters电路参数. Plot 绘图 the waveform 波形图on the provided axes轴线, and clearly identify. 确定 the key parameters参数 in your graph图表. (3A) Consider the circuit of Fig. 4. The switch is open for t <0, closed for 0≤t < t1, and open for t ≥t1, where t1 = 3RC. Find and plot the voltage v C (t).共45 页第23 页(3B) Consider the circuit of Figure 5, in which > -1.共45 页第24 页The switch is open for t <0, and closed for t 0. vC(0-) = V0. Find and plot the voltage v1(t).共45 页第25 页The circuit shown in Figure 4 has been at rest with theswitch open for a long time. At t = O the switch is closed.共45 页第26 页Sketch 素描；略图；梗概the current ic集成电路 through the capacitor for t > O on the axes below. Using the circuit parameters R1, R2, C, and Vo,indicate on your sketch (i) the initial value初始值 ic(Ot), (ii) the final value ic(oo), and (iii) the time constant时间常数.共45 页第27 页Problem 1F: 5 pointsThe capacitor in the circuit in Figure 6 has an initial初始最初的voltage V O on its terminals at t =0−when a step of voltage Vu(t) is applied at t = 0. Find an expression for the voltage across the capacitor v C for t> 0.共45 页第28 页Consider the current divider circuit分流电路 shown below:共45 页第29 页1a. How many branches分支 are there in the circuit?1b. How many nodes节点 are there in the circuit?2. Derive an expression派生一个表达式 for the output current 输出电流(Iout, shown above) as a function of theinput current (Iin) and the two resistors (R1 and R2). Use any technique you’d like.3. How should the resistors be chosen such that twice as much current flows throughR1 compared to R2?4. Using the equation 方程等式you obtained in #2, show what happens to Iout输出电流 if R2 is replacedwith a short circuit (i.e. R2 = 0). Repeat if R2 is replaced with an open circuit.(think about what R2 should be replaced with here) Now suppose the following values are used: Iin = 3 A, R1= 5 , R2 = 20 , and we wish to find the Thevenin共45 页第30 页equivalent circuit across the two indicated terminals below:5. Find Voc and Isc across the two terminals indicated on the circuit.6. Draw the Thevenin equivalent circuit for the two terminals indicated above.7. Suppose a load is now attached across the two terminals of the Theveninequivalent circuit:a. Write an equation for I in terms of V.b. Sketch the IV characterstics伏安特性. Use I as the“y-axis Y轴” and V as the“x-axis”. Label标注all relevant points相关点.共45 页第31 页8. Suppose the load has an IV characteristic given as follows:a. What are the values of I and V if the load is attached to the Thevenin equivalent circuit ] 等效电路?b. Looking at the IV characteristic, what is the load? (describe the load as much as you can)For problems 9 through 12, consider the following circuit:9. Using KVL and mesh analysis, write down the equations needed to solve the circuit. Convert转变the resistor voltages into currents.10. The dependent source requires one additional equat共45 页第32 页ion附加方程to be generated产生. Write down that equation by looking at the 3 resistor.11. Solve the equations simultaneously同时地to determine the two mesh currents网孔电流.12. To check your answer, confirm确认that power is conserved 守恒in the circuit. Find the power dissipated浪费的in each resistor. Find the power generated生成的(or dissipated in each source). Be clear in your answers whether power is being generated or dissipated in each circuit element. For problems 1–7, consider the following circuit:1. Find the transfer转移function, i.e. Vout输出电压()/Vin(), in terms of R, L, and .2. What is the magnitude大小of the transfer function传递函数, i.e. | H() |, in dB?3a. What is | H() | equal to (in dB) for very low共45 页第33 页frequencies频率?3b. What happens to | H() | at high frequencies? What kind of a filter滤波器do we have here?4. Derive the equation for the break frequency推导出方程为截止频率. The break frequency is definedas the frequency where | H() | = –3.0103 dB.5. Sketch the magnitude Bode波特图plot for this filter滤波器. Label标注all critical points andslopes. Show how you obtained the value for any non-zero slopes零斜坡.6. Suppose R = 1 , L = 2 H, and Vin = 3 cos(5t + 30o). Find Vout(t).7. Draw a phasor diagram, indicating the voltage and current phasors of all thecircuit elements电路参量.For problems 8–12, consider the following circuit:共45 页第34 页8a. Find the current that appears on the output side ofthe transformer变压器.8b. What is the voltage that appears across the capacitor. (phasor form is acceptable,assume an angular frequency角频率of 1 rad/s)9. Find the voltage that appears on each side of the transformer.10. Find the voltage that appears across the current source.11. Replace the transformer and input circuitry with an equivalent current sourceand inductor. In other words, draw a circuit which will have a current source,an inductor, and a 3 F capacitor all in series. Label the values for the current source and the inductor.Check your answer to #11 by comparing the amount of power共45 页第35 页generated by the currentsource in each circuit.12. Find the amount of power generated by the current source in the new circuit.Compare this with the amount of power generated by the current source in theoriginal circuit原电路 (they should be the same)For problems 4–7, consider the following circuit:4. Find the transfer function, i.e. Vout ()/Vin (), in terms of R, L, and (or f).5. What is the magnitude of the transfer function, i.e. | H() |?共45 页第36 页6. What is | H() | equal to for very low frequencies? For very high frequencies?What happens at resonance谐振? (i.e. = o =LC1) What kind of a filter滤波器do we have here?7. Sketch the magnitude Bode plot for this filter. Label all critical points andslopes斜率. Use R = 2 , L =41H, and C =81F. Show how you obtained the valuefor any non-zero slopes.In order to measure the voltage across a resistor in a circuit, a voltmeter电压表is used.Although we assume an ideal voltmeter in most cases, a real voltmeter has a finite有限的resistance (R3) which can have an effect on your circuit. Consider the followingmeasurement on a voltage divider分配共45 页第37 页Vin, R1, and R2 are just the standard elements of a voltage divider.1a. How many nodes are there in the circuit?1b. How many meshes are there in the circuit?2. Write a KCL equation at node A. Convert the currents into voltages.3. Solve the equation for Vout, so that you have an equation for Vout based onVin, R1, R2, and R3.4. Show that as R3 approaches infinity无限大(i.e. R3 ), you get the standardequation for a voltage divider.For problems 5 through 11, consider the following circuit:共45 页第38 页Find the Norton equivalent circuit, as follows:5. Short circuit the two terminals and redraw the circuit without the 2 resistor.Explain why the 2 resistor can be dropped from the circuit.放弃了电路6. Use node analysis to find Isc. (You will need to come up with one additionalequation to eliminate消除ix and get a numerical数字的answer) 7. Now consider the circuit when the two terminals are open circuited. Using meshanalysis, find ix under these conditions.8. Using your results from #7 (or using node analysis, which will take more time),find Voc, the voltage across the two terminals in an open circuit condition.共45 页第39 页9. Confirm that power is conserved in the circuit under open-circuit conditions.Find the power dissipated in each resistor. Find the power generated (ordissipated in each source). Be clear in your answers whether power is beinggenerated or dissipated in each circuit element.10a. Draw the Norton equivalent circuit. Label values for all circuit elements.10b. Draw the Thevenin equivalent circuit. (Note: you already have everything youneed)11a. Assume that a circuit element (that draws some current I and has somevoltage drop V) is attached to the terminals of the Norton equivalent circuit.Using KCL, write an equation for I in terms of V.11b. Graph the IV relationship (i.e. the load line). Use I as the “y-axis” and V as the共45 页第40 页“x-axis”. Label all relevant points.For problems 1–5, consider the following circuit:Use Vin = 100 v, R1 = 1000 , R2 = 250 , R3 = 1000 , and C = 1 F. At t = 0, theswitch is moved down, disconnecting R1 and connecting R2 to the circuit. We want to find the voltage v(t), and current i(t), across the capacitor as a function of time. 1a. Redraw the circuit, showing how the circuit looks just before the switch ismoved. Assume a long time has already elapsed before the switch is moved.1b. What is the continuity连续性condition for this circuit共45 页第41 页at t = 0?2. Using the circuit generated in #1a, find v(0–) and i(0–)3a. Find v(). Explain how you get this result.3b. Write a KCL equation for the circuit after the switch as been moved at t = 0.Convert the currents into voltages. (you should end up with a first-orderdifferential equation for v(t))4a. What form should the solution for v(t) take?4b. Substitute替代this solution into the differential equation generated in #3b. Use theresults of the substitution, along with the results for #1b and #2 to find all theconstants defined for v(t). (Clearly show your work) 5. Sketch curves of i(t) and v(t) as a function of time (t ). Indicate allcritical and asymptotic values.For problems 6–10, consider the following second-order共45 页第42 页circuit:The switch is opened at t = 0. The goal is to find the current through the inductor, i(t).6a. Assume that the switch has been closed for a long period of time. Find i(0–).6b. What should i(0+) be? Explain.7a. Find i(). Explain how you get this result. Draw the corresponding相应的circuitat this steady state condition.7b. Since this is a second-order circuit, another initial 初始/boundary condition is needed.Find that other value. Show your work.8. Derive导出the second-order differential equation for this circuit. Start by writing aKVL equation for the circuit after the switch has been opened. Then convert共45 页第43 页voltages in each passive element into currents.9a. What form does the solution for i(t) take?9b. Substitute your solution into the differential equation. Solve the correspondingcharacteristic equation.相应的特征方程10. Finish determining i(t) by using the results in #6b and #7b to find any constantsyou have defined in your solution for i(t).For problems 1–5, consider the following circuit:Use Vs = 5 v, R1 = 5 , R2 = 10 , and L = 1 H. After a long time has elapsed, theswitch is opened at t = 0. We want to find the voltage v(t), and current i(t), across共45 页第44 页R2 as a function of time.1a. Redraw the circuit, showing how the circuit looks just before the switch isopened.1b. Using this result, find v(0-).2a. What is the continuity/boundary condition for this circuit at t = 0?2b. Find the numerical value of the boundary condition.3. Write a KVL equation for the circuit after the switch as been opened at t = 0.(note: do not use the circuit you drew in #1a). Convert the voltages into currents.4. Solve the differential equation generated in #3 for i(t). Clearly show how youobtained all of the numerical values in i(t).5. Sketch curves of i(t) and v(t) as a function of time (t ). Indicate allcritical and asymptotic渐近的values.共45 页第45 页。