防灾科技学院《固态电子与光电子》2023-2024学年第一学期期末试卷.doc

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防灾科技学院
《固态电子与光电子》2023-2024学年第一学期期末试卷
题号
一
二
三
四
总分
得分

批阅人

一、单选题（本大题共25个小题，每小题1分，共25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、某数字电路用于将十六进制数转换为二进制数。当输入的十六进制数为 0F 时，经过电路转换后的二进制数输出最有可能是（ ）
A. 00001111 B. 11110000 C. 1111 D. 0000

2、一个共集电极放大电路，其输入电阻约为 1kΩ，输出电阻约为 100Ω，电压增益约为 0.99。若输入信号源的内阻为 500Ω，负载电阻为 1kΩ，请问该电路的源电压增益约为多少？（ ）
A. 0.5 B. 0.9 C. 0.95 D. 0.99

3、对于一个乙类互补对称功率放大电路，在理想情况下，其最大效率约为：（ ）
A. 30%
B. 50%
C. 78.5%
D. 90%

4、数字电路中的全加器可以实现两个二进制数的加法运算，并考虑来自低位的进位。对于一个 4 位全加器，当两个输入分别为 1011 和 0101，低位进位为 1 时，输出结果是什么？（ ）
A. 10000
B. 01010
C. 10010
D. 11010

5、在一个工厂的自动化生产线中，需要使用传感器进行检测和控制。以下哪个类型的传感器不属于常用的传感器类型？（ ）
A. 温度传感器
B. 压力传感器
C. 颜色传感器
D. 声音传感器

6、在电动力学中，已知一个电磁波的电场强度为 E = E0 sin(kx - ωt) ，则其磁场强度 H 的表达式为（假设波沿 x 轴正方向传播，真空磁导率为 μ0 ，真空介电常数为 ε0 ）：（ ）
A. H = (E0 / ωμ0) sin(kx - ωt)
B. H = (E0 / c) sin(kx - ωt)
C. H = (E0 / ωμ0) cos(kx - ωt)
D. H = (E0 / c) cos(kx - ωt)

7、在一个电气火灾监控系统中，需要对电气线路的温度进行实时监测。以下哪种传感器可以用于检测电气线路的温度？（ ）
A. 热电偶
B. 热电阻
C. 红外传感器
D. 以上都是

8、在一个由理想运算放大器组成的反相比例运算电路中，反馈电阻为 100kΩ，输入电阻为 10kΩ，输入电压为 1V，则输出电压为：（ ）
A. -10V
B. 10V
C. -1V
D. 1V

9、在一个电子设备的电源电路中，需要防止过压和过流。以下哪种电子元件可以用于防止过压和过流？（ ）
A. 压敏电阻
B. 保险丝
C. 二极管
D. 三极管

10、对于一个共漏极放大电路，其输入电阻约为30MΩ，输出电阻约为3kΩ，电压增益约为0.95。若输入信号源的内阻为3MΩ，负载电阻为30kΩ，请问该电路的源电压增益约为多少？（ ）
A. 0.19 B. 0.9 C. 0.95 D. 0.995

11、在一个电气设备的控制系统中，需要对温度进行控制。除了采用热电偶和热电阻作为温度传感器外，还可以使用红外线传感器。红外线传感器具有非接触测量、响应速度快等优点，但也存在测量范围有限等缺点。以下关于红外线传感器的描述，正确的是（ ）
A. 适用于测量高温物体的温度
B. 测量精度不受环境温度影响
C. 对被测物体的表面状态不敏感
D. 可以实现远距离测量

12、在一个电子设备的控制系统中，需要实现对温度的精确控制。以下哪种控制方法可以实现较好的温度控制效果？（ ）
A. 开环控制
B. 闭环控制
C. 模糊控制
D. 神经网络控制

13、对于一个集成运放构成的微分运算电路，输入电压为三角波，幅度为3V，周期为15ms，电容为0.2μF，电阻为150kΩ。那么输出电压的峰值约为多少？（ ）
A. 30V B. 60V C. -30V D. -60V

14、在电力系统的短路计算中，通常采用标幺值进行计算。标幺值的定义是实际值与基准值的比值。若选取基准容量为 100MVA，基准电压为平均额定电压，一台变压器的额定容量为 50MVA，短路电压百分数为 10%。则该变压器电抗的标幺值约为（ ）
A. 0.2 B. 0.1 C. 0.4 D. 0.5

15、在一个电气设备的调速系统中，采用了闭环控制。闭环控制通过反馈实际输出值与设定值进行比较，从而调整控制量，使输出值更接近设定值。与开环控制相比，闭环控制具有更高的控制精度和稳定性，但也存在一些问题。以下关于闭环控制的描述，错误的是（ ）
A. 系统结构复杂，成本较高
B. 对反馈环节的精度要求高
C. 可能会出现系统振荡
D. 适用于对控制精度要求不高的场合

16、在一个由多个与门和或门构成的数字电路中，已知当输入信号 A = 0 ，B = 1 ，C = 1 ，D = 0 时，输出为 0 。若将输入信号 B 改为 0 ，其他输入不变，那么新的输出结果最有可能是（ ）
A. 0 B. 1 C. 取决于其他因素 D. 无法判断

17、数字电路中的计数器可以实现不同进制的计数。对于一个模 12 的计数器，需要几个触发器来实现？（ ）
A. 2 个
B. 3 个
C. 4 个
D. 5 个

18、在一个电力系统中，需要对电力设备进行节能改造。以下哪种措施不是电力设备节能改造的常用措施？（ ）
A. 采用高效节能设备
B. 优化设备运行方式
C. 增加设备数量
D. 提高设备的功率因数

19、在一个工厂的配电室中，需要安装配电柜和开关柜。以下哪个标准不是配电柜和开关柜的设计和安装标准？（ ）
A. GB7251.1
B. GB50054
C. GB50052
D. GB50057

20、一个电气控制系统中，有一台直流电动机，其电枢电阻为 1Ω，电枢电压为 220V，电枢电流为 20A。若忽略电枢电感，计算电动机的电磁转矩是多少？（ ）
A. 200 N·m
B. 400 N·m
C. 600 N·m
D. 800 N·m

21、在数字电路设计中，需要考虑电路的稳定性。以下哪种因素会影响电路的稳定性？（ ）
A. 电源电压的波动
B. 输入信号的噪声
C. 逻辑门的延迟
D. 以上都是

22、在一个集成运放构成的窗口比较器中，有两个参考电压分别为 2V 和 4V。当输入电压从 0 逐渐增加时，输出电压发生翻转的阈值电压分别约为多少？（ ）
A. 2V 和 4V
B. 1V 和 3V
C. 3V 和 1V
D. 4V 和 2V

23、对于一个由施密特触发器构成的整形电路，输入为一个正弦波信号，其峰峰值为 5V，若施密特触发器的正向阈值电压为 2.5V，反向阈值电压为 1.5V，那么输出信号的占空比是多少？（ ）
A. 50% B. 大于 50% C. 小于 50% D. 无法确定

24、在一个数字信号处理电路中，需要对输入的数字信号进行滤波。以下哪种数字滤波器在实现上相对简单且效果较好？（ ）
A. 无限冲激响应滤波器（IIR）
B. 有限冲激响应滤波器（FIR）
C. 中值滤波器
D. 均值滤波器

25、数字电路中的计数器可以通过不同的方式进行计数。对于一个异步计数器，它的计数速度通常比同步计数器（ ）。
A. 快
B. 慢
C. 一样
D. 不确定

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、在数模转换（DAC）电路中，以下哪些指标是重要的？（ ）
A. 分辨率
B. 转换精度
C. 转换速度
D. 线性度

2、在电气控制系统中，常见的电气故障诊断方法有哪些？
A. 直观法
B. 测量法
C. 类比法
D. 置换法

3、以下关于电动力学中的规范变换，表述准确的有（ ）
A. 不改变物理结果 B. 可以简化计算 C. 有多种形式 D. 只适用于特定的场

4、以下关于数字电路中的 PLD （可编程逻辑器件）的发展趋势，正确的有（ ）
A. 集成度越来越高
B. 性能不断提升
C. 成本逐渐降低
D. 应用范围不断扩大

5、在数字电路中，以下哪些技术可以提高电路的集成度？（ ）
A. 芯片制造工艺的改进 B. 采用先进的封装技术 C. 优化电路设计 D. 减少外部引脚数量

6、在电气控制系统中，电气互锁和机械互锁的区别主要体现在哪些方面？
A. 实现方式
B. 可靠性
C. 成本
D. 操作便捷性

7、以下关于静电场的性质，表述准确的有（ ）
A. 静电场是无旋场 B. 静电场的电场线不闭合 C. 静电场对电荷做功与路径无关 D. 静电场的散度处处为零

8、在电力系统的经济运行中，需要考虑的成本有（ ）
A. 发电成本
B. 输电成本
C. 配电成本
D. 停电损失成本

9、在研究电磁波的传播时，以下哪些条件会影响其传播特性（ ）
A. 介质的电导率 B. 电磁波的频率 C. 介质的磁导率 D. 电磁波的振幅

10、以下关于计数器的描述，哪些是正确的？（ ）
A. 可以实现计数功能 B. 有同步计数器和异步计数器之分 C. 常用于定时和分频 D. 计数范围是固定的

三、简答题（本大题共5个小题，共25分)
1、（本题5分）解释电磁场的能量守恒和能流密度的概念。

2、（本题5分）推导电动力学中相对论性的电磁张量。

3、（本题5分）研究场效应管的跨导特性及其对电路性能的影响。

4、（本题5分）探讨在模拟电路中使用数字控制技术的优势和挑战。

5、（本题5分）解释电气控制中如何根据工艺要求设计控制流程。

四、分析题（本大题共3个小题，共30分)
1、（本题10分）某工厂的电气设备在潮湿环境下频繁发生短路故障，给生产带来较大损失。经过对设备防护等级、布线方式和防潮措施的检查，发现了一些存在的不足。请全面分析潮湿环境导致短路故障的原因，并提出加强电气设备防潮能力的具体方案和日常维护注意事项。

2、（本题10分）一个自动化仓库的货架搬运系统需要高精度的定位控制。请分析可以采取哪些措施来实现货架搬运系统的高精度定位控制，如激光导航、视觉定位、编码器反馈等。

3、（本题10分）电气节能技术在可持续发展中具有重要意义。请分析电气节能的方法和途径，阐述其在工业生产和日常生活中的应用，以及如何提高节能效果。

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