【真题+答案】2024年10月自考02187电工与电子技术试题

2024 年 10 月高等教育自学考试全国统一命题考试

02187 电工与电子技术 参考答案

一、单项选择题:本大题共 20 小题，每小题 2 分，共 40 分。
1.C 2.D 3.C 4.B 5.B
6.A 7.B 8.A 9.B 10.B
11.A 12.D 13.B 14.C 15B
16.C 17.A 19.C 18.A 20.A

二、填空题:本大题共 10 小题，每小题1分，共 10 分。
21.10V
22.短路
23.最大
24.4V
25.保护接地
26.临界
27.扫描
28.越小
29.直流恢复(或箔位)
30.差分

三、简析题:本大题共6小题，每小题5分，共 30 分。
31.电流源等效模型:40 A 并联 0.5 Ω
推导:内阻R=(US-UL)/I=(20-19)/2= 0.5Ω，电流源值Is=Us/R=40 A。

32.电容电压uc(t)= 6e-(t/0.024)V
推导:初始电压Uc(0)=10Vx(15kΩ/25kΩ)=6V，时间常数τ=(R₁||R₂)C=6kΩ x 4μF= 24ms 。

33.电流有效值 I=5 √2 A≈7.07A
推导:阳抗Z=5-j5Ω,模 |Z|=5√2 Ω, 电流 I= 100/(5√2)=5√2 A。

34.静态值:IB≈ 14.1 μA，Ic≈0.847mA，UcE≈5.22 V
推导:IB=(12-0.7)/800kΩ≈14.1μA，Ic=60 x 14.1μA，UcE=12-Ic x 8kΩ。

35.逻辑关系式
逻辑式:F=A+B+C;
状态表:所有输入不全为0时 F=1，否则 F=0。

36.分析电路图
分析电路图
1. JK触发器:电路图中包含一个JK触发器，其中J和K端的连接决定了触发器的操作。
·J端连接到CP(时钟)。
·K端连接到1(高电平)。

2.Q和Q:Q(横)是触发器的输出，Q(横)是其反输出。

3.与门:与门的输出连接到Q2。

初始条件
·初始时，Q1和Q2的输出端初始状态为00。

波形分析
1.CP上升沿触发:当CP上升沿到达时，水K触发器会翻转其输出状态。
·由于K端为高电平(1)，在每个CP的上升沿，Q1会翻转。
2.与门操作:
当Q1为0时，与门的输出Q2为0(0&0=0)
能当Q1为1时，与门的输出Q2也为1(1&0=0，但前一个状态为0，所以此时Q2会翻转为1)。

波形图绘制
根据上述分析，可以绘制出Q1和Q2的波形图如下：
Q1:在每个CP的上升沿翻转，从0到1，再从1到0。
Q2:在每个CP的上升沿跟随Q1的变化，但会滞后一个周期，因为与门的输出依赖于前一个状态。

波形图描述
在t=0时，Q1和Q2都为0。
在第一个CP上升沿，Q1翻转为1，Q2保持为0。
在第二个CP上升沿，Q1翻转为0，Q2翻转为1。
在第三个CP上升沿，Q1翻转为1，Q2保持为1。
以此类推，形成周期性的波形变化。

波形图示例

时间 | Q1 | Q2 | CP
0 | 0 | 0 | 0
t1 | 1 | 0 | 1
t2 | 0 | 1 | 0
t3 | 1 | 1 | 1
t4 | 0 | 0 | 0

这样，根据电路图和初始条件，可以准确绘制出 Q1和 Q2 的波形图。

四、计算题:本大题共 2 小题，每小题 10 分，共 20 分。
37.给定条件:
Is=8A
Us₁= =4V
Us₂= 10V
R₁=2Ω
R₂=3Ω
R₃=1Ω

我们需要求解:
1.电流 I₂
2.Us₁ 的功率 Ps₁

步骤1: 求电流 I₂
首先，我们分析电路中的电流分布。
1.电流 I₁ 和 I₃ 的计算:
根据欧姆定律，I₁ 和 I₃ ;分别为:
I₁=Us₁/R₁=4V/2Ω=2A
I₃=Us₂/R₃=10V/1Ω=10A

2.节点分析:
· 在节点处，电流的代数和为零。假设从左到右为正方向，则:
Is–I₁+I₂+ I₃ =0

·代入已知值:
8A-2A-I₂+10A=0

· 解方程:
6A-I₂+10A=0
16A-1₂=0
I₂=16A

步骤 2: 求 Us₁的功率 Ps₁
功率 Ps₁ 的计算公式为:
Ps₁= Us₁·I₁
代入已知值:
Ps₁=4V·2A=8W

最终答案：
1.电流 I₂ = 16A
2.Us₁的功率 Ps₁=8W

38.首先分析第一个运算放大器:
1.第一个运算放大器:
其输入电压为 uᵢ₁ 和 uᵢ₂ 。
根据虚短和虚断，可以认为其两个输入端的电压相等，即 uᵢ₁ = uᵢ₂ 。
输出电压uₒ₁ 与输入电压的关系为:
uₒ₁ =uᵢ₁ +[(uᵢ₂-uᵢ₁ )/R₄ ·(R₂+R₁)]

由于 uᵢ₁ = uᵢ₂ ，上式可以简化为:
uₒ₁ =uᵢ₁ +[(uᵢ₂-uᵢ₁ )/R₄ ·(R₂+R₁)]=uᵢ₁

2.第二个运算放大器:
其输入电压为 uₒ₁ 和 uᵢ₂ 。
根据虚短和虚断，可以认为其两个输入端的电压相等，即 uᵢ₁ = uᵢ₂。
输出电压 u。与输入电压的关系为:
uₒ = uᵢ₁ +[(uᵢ₂-uᵢ₁ )/R₈ ·(R₇+R₉)]

由于 uᵢ₁ = uᵢ₂ ，上式可以简化为:
uₒ₁=uᵢ₂ +[(uᵢ₂-uᵢ₂ )/R₈·(R₇+R₉)]=uᵢ₂
因此，输出 u。与输入 uᵢ₁、uᵢ₂ 之间的运算关系式为:
uₒ= uᵢ₂

2. 计算 R₂ 和 R₈ 的值
以上分析中，我们可以看出，在假设虚短和虚新成立的情况下，电路的输出仅依赖于输入电压uᵢ₂ ，而与 R₂ 和R₈ 的值无关。因此，无法通过上述分析直接计算出 R₂ 和 R₈ 的值。需要更多的条件或信息来确定这些电阻的具体值。

结论
输出 u。与输入 uᵢ₁、uᵢ₂ 之间的运算关系式为:
uₒ=uᵢ₂
R₂和 Rs的值无法通过上述分析确定，需要更多的条件或信息来计算。