四川电影电视学院《电磁学实验》2023-2024学年第一学期期末试卷.doc

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《电磁学实验》2023-2024学年第一学期期末试卷

院(系)_______ 班级_______ 学号_______ 姓名_______

题号
一
二
三
四
总分
得分

一、单选题（本大题共35个小题，每小题1分，共35分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．）
1、有一个平行板电容器，两板间距为 d，极板面积为 S，中间填充了相对介电常数为 εr 的电介质。若将极板间距减小为原来的一半，同时电介质的相对介电常数增大为原来的 2 倍，电容器的电容变为：（ ）
A. 2C
B. 4C
C. C/2
D. C/4

2、在一个电子电路的调试过程中，发现电路的输出电压不稳定。以下哪个因素可能导致输出电压不稳定？（ ）
A. 电源电压波动
B. 电子元件老化
C. 电路负载变化
D. 以上都是

3、对于一个集成运放构成的电压比较器，输入电压从 -5V 变化到 5V，参考电压为 0V。请问输出电压从低电平跳变到高电平的阈值电压约为多少？（ ）
A. -2.5V B. 0V C. 2.5V D. 5V

4、有一个圆柱形电容器，内半径为 a ，外半径为 b ，长度为 L ，中间填充介质的介电常数为 ε 。电容器的电容为：（ ）
A. 2πεL / ln(b/a)
B.πεL / ln(b/a)
C. 2πεLε / ln(b/a)
D.πεLε / ln(b/a)

5、在一个数字电子电路中，需要实现数据的存储和读取。以下哪种存储器具有非易失性的特点？（ ）
A. 随机存取存储器（RAM）
B. 只读存储器（ROM）
C. 闪存（Flash）
D. 以上都是

6、在一个数字电路中，使用编码器将 8 个输入信号编码为 3 位二进制输出。当 8 个输入信号中有且仅有第 5 个输入为高电平时，编码器的输出应该是（ ）
A. 010 B. 101 C. 100 D. 001

7、对于一个采用格雷码编码的计数器，若当前状态为 1010，下一个状态应该是？（ ）
A. 1011 B. 1110 C. 1111 D. 1001

8、在一个电动汽车充电站中，需要为电动汽车提供快速充电服务。以下哪种充电方式可以实现最快的充电速度？（ ）
A. 交流充电
B. 直流充电
C. 无线充电
D. 换电模式

9、在一个电气控制系统中，需要实现对电机的软启动控制。以下哪种设备可以用于电机的软启动控制？（ ）
A. 自耦变压器
B. 软启动器
C. 变频器
D. 以上都是

10、在一个电气火灾监控系统中，需要对电气火灾隐患进行排查和治理。以下哪个措施不是电气火灾隐患治理的常用措施？（ ）
A. 更换老化的电气线路
B. 安装剩余电流保护器
C. 增加电气设备的负荷
D. 加强电气设备的维护和管理

11、在电磁波的传播中，当电磁波从一种介质进入另一种介质时，下列哪个物理量会发生变化：（ ）
A. 频率
B. 波长
C. 波速
D. 以上都是

12、在一个数字信号处理系统中，需要对数字信号进行采样和量化。以下哪种采样方式可以避免混叠现象？（ ）
A. 过采样
B. 欠采样
C. 随机采样
D. 等间隔采样

13、在一个电力系统中，需要对电能进行计量和计费。以下哪种电能表不属于常用的电能表类型？（ ）
A. 机械式电能表
B. 电子式电能表
C. 智能电能表
D. 电流表

14、电气控制中，常常需要对电机进行制动。常见的制动方式有机械制动、电气制动等。机械制动通过机械装置来实现制动，电气制动则通过改变电机的电气参数来实现制动。以下关于制动方式选择的描述，正确的是（ ）
A. 机械制动响应速度快，适用于紧急制动
B. 电气制动制动效果好，适用于所有场合
C. 对于频繁启动和制动的系统，应优先选择机械制动
D. 电气制动比机械制动更节能

15、数字电路中的触发器可以存储数据。对于一个 JK 触发器，当 J=1，K=1 时，在时钟上升沿到来时，触发器的状态会如何变化？（ ）
A. 翻转
B. 保持不变
C. 置为高电平
D. 置为低电平

16、对于一个场效应管放大电路，若采用自偏压电路，为了稳定静态工作点，通常需要：（ ）
A. 增大源极电阻
B. 减小源极电阻
C. 增大漏极电阻
D. 减小漏极电阻

17、某电气控制系统用于控制一个污水处理厂的设备，其中有一个液位传感器用于检测水池液位。若液位传感器的安装位置不当，低于实际液位，会导致系统出现什么问题？（ ）
A. 水池无法充满
B. 水泵空转
C. 污水溢出
D. 设备停机

18、某工厂的电气控制系统中，有一台变频器驱动的风机。当变频器的频率从 40Hz 增加到 50Hz 时，风机的风量显著增加，但同时噪声也明显增大。可能的原因是？（ ）
A. 风机叶片损坏
B. 电机轴承磨损
C. 风道堵塞
D. 以上都有可能

19、一个边长为 L 的正方形线圈，通有电流 I ，放在均匀磁场 B 中。若线圈平面与磁场方向平行，线圈所受的磁力矩大小为：（ ）
A. 0
B. BIL^2
C. 2BIL^2
D. √2BIL^2

20、某工厂的电气控制系统中，有一组并联的交流接触器，用于控制多个大功率设备的启停。其中一个接触器频繁吸合和释放，而其他接触器工作正常。可能导致该接触器异常的原因是？（ ）
A. 控制电压不稳定
B. 接触器线圈短路
C. 负载过大
D. 以上都有可能

21、在一个数字电路中，需要对频率为 100kHz 的矩形波信号进行分频，得到频率为 10kHz 的矩形波信号，应该使用哪种计数器实现？（ ）
A. 十进制计数器 B. 二进制计数器 C. 十六进制计数器 D. 以上都可以

22、在一个模拟电子电路中，需要对信号进行滤波和放大。以下哪种滤波器和放大器的组合可以实现较好的性能？（ ）
A. 低通滤波器和共射极放大器
B. 高通滤波器和共基极放大器
C. 带通滤波器和共集电极放大器
D. 带阻滤波器和差分放大器

23、数字电路中的比较器可以比较不同位数的二进制数。对于一个 16 位比较器，当两个输入分别为 1111111111111111 和 0000000000000000 时，输出结果是什么？（ ）
A. 相等
B. 大于
C. 小于
D. 不确定

24、一个正弦波振荡器由集成运放、电阻和电容组成，若要产生频率为2kHz的正弦波，电容值为0.01μF，那么反馈电阻的值大约应为多少？（ ）
A. 79.6kΩ
B. 159.2kΩ
C. 318.4kΩ
D. 636.8kΩ

25、在一个共源极场效应管放大电路中，若采用分压式偏置电路，以下关于其优点的描述，错误的是：（ ）
A. 稳定静态工作点效果好
B. 输入电阻较高
C. 适用于各种类型的场效应管
D. 电路结构复杂

26、在一个由三极管构成的放大电路中，若静态工作点设置过高，可能会出现的失真类型是：（ ）
A. 饱和失真
B. 截止失真
C. 交越失真
D. 线性失真

27、在一个工厂的照明系统中，需要根据环境光照度自动调节灯光亮度。以下哪种传感器可以用于检测环境光照度？（ ）
A. 温度传感器
B. 湿度传感器
C. 光照度传感器
D. 压力传感器

28、在某电气控制系统中，采用了触摸屏作为人机界面，用于监控和操作设备。触摸屏突然出现触摸无反应的情况，但设备仍在正常运行。以下哪种原因可能性最大？（ ）
A. 触摸屏驱动程序故障
B. 控制系统通讯故障
C. 触摸屏硬件损坏
D. 电源故障

29、在一个多级放大电路中，前级的输出电阻为2kΩ，后级的输入电阻为10kΩ，前级的开路电压增益为60，后级的短路电流增益为120。那么总的电压增益约为多少？（ ）
A. 720 B. 7200 C. 72000 D. 720000

30、在一个光伏发电系统中，太阳能电池板将太阳能转化为电能。以下哪个因素会影响太阳能电池板的输出功率？（ ）
A. 天气状况
B. 安装角度
C. 电池板的面积
D. 以上都是

31、在一个电力系统中，需要对电力电缆进行故障检测和定位。以下哪种方法不是电力电缆故障检测和定位的常用方法？（ ）
A. 电桥法
B. 脉冲反射法
C. 音频感应法
D. 颜色识别法

32、一个电气控制系统中，有一个由接触器和按钮组成的电动机点动控制电路。当按下按钮时，电动机转动，但松开按钮后，电动机立即停止。若要实现电动机的连续运行，需要添加什么元件？（ ）
A. 时间继电器
B. 中间继电器
C. 自锁触点
D. 热继电器

33、在一个电子设备的显示驱动电路中，需要将数字信号转换为模拟信号。以下哪种集成电路可以实现这一功能？（ ）
A. 数模转换器（DAC）
B. 模数转换器（ADC）
C. 计数器
D. 译码器

34、在一个数字系统中，使用 ROM 存储一个 4 位的乘法表，其中输入为两个 2 位的二进制数，输出为 4 位的乘积。若输入为 10 和 11，那么 ROM 输出的对应数值应该是多少？（ ）
A. 110 B. 101 C. 011 D. 111

35、对于一个由计数器和译码器组成的数字系统，若计数器的计数范围是 0 - 9，译码器的输入为计数器的输出，那么译码器需要多少个输出端？（ ）
A. 4 B. 8 C. 10 D. 16

二、多选题（本大题共10小题，每小题2分，共20分．有多个选项是符合题目要求的．）
1、在数字信号处理中，以下哪些算法常用于滤波？（ ）
A. 有限脉冲响应（FIR）滤波
B. 无限脉冲响应（IIR）滤波
C. 中值滤波
D. 均值滤波

2、在数字电路中，以下哪些因素会影响信号的传输速度？（ ）
A. 导线的长度 B. 逻辑门的类型 C. 工作频率 D. 负载的大小

3、在电力系统的继电保护中，以下哪些保护可以用于变压器的保护？（ ）
A. 瓦斯保护
B. 差动保护
C. 过流保护
D. 零序保护

4、以下关于数字信号的特点，哪些描述是准确的？（ ）
A. 只有离散的数值 B. 抗干扰能力强 C. 便于存储和处理 D. 传输过程中容易失真

5、对于电动力学中的介电常数和磁导率，以下说法合理的有（ ）
A. 描述介质的电磁特性 B. 一般为复数 C. 与频率有关 D. 是常量

6、在放大器的非线性失真分析中，以下哪些指标可以用来描述？（ ）
A. 谐波失真 B. 交越失真 C. 饱和失真 D. 截止失真

7、在数字电路的测试向量生成中，以下哪些方法是常用的？（ ）
A. 基于算法的生成 B. 基于模型的生成 C. 随机生成 D. 手动编写

8、在电动力学中，以下哪些是麦克斯韦方程组所包含的方程（ ）
A. 高斯定律 B. 安培 - 麦克斯韦定律 C. 法拉第电磁感应定律 D. 磁场的高斯定律

9、在电力系统的稳定性分析中，以下哪些因素会影响暂态稳定性？（ ）
A. 故障类型和位置
B. 系统的惯性时间常数
C. 发电机的励磁系统
D. 负荷的特性

10、对于数字系统中的片上系统（SoC），以下哪些特点是其具备的？（ ）
A. 高度集成 B. 功能强大 C. 设计复杂 D. 成本较高

三、简答题（本大题共3个小题，共15分)
1、（本题5分）阐述如何设计一个数字比较器电路。

2、（本题5分）解释如何设计一个简单的数字抢答器电路。

3、（本题5分）推导桥式整流电路输出电压的平均值，并计算在给定输入交流电压下的输出电压。

四、分析题（本大题共3个小题，共30分)
1、（本题10分）电力系统中的无功优化对于提高电能质量和系统效率至关重要。请分析无功优化的方法和技术，讨论如何实现无功优化。

2、（本题10分）某企业的配电室在运行过程中出现了温度过高的情况。分析可能的原因，如负载过大、通风不良等，并提出解决办法。

3、（本题10分）在一个船舶电力系统中，发电机的输出电压和频率不稳定，影响了船舶设备的正常运行。请分析可能的原因，如原动机调速系统故障、励磁系统问题、负载变化剧烈等，并说明如何通过调节调速器和励磁系统参数来稳定电压和频率。

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