广西民族师范学院《电气控制与课程设计》2024-2025学年第一学期期末试卷.doc

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广西民族师范学院《电气控制与课程设计》2024-2025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30个小题，每小题1分，共30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、在一个数字电路中，使用乘法器实现两个 4 位二进制数的乘法运算，若乘法器的运算速度为 10ns，那么完成一次乘法运算需要多长时间？（ ）
A. 10ns B. 20ns C. 40ns D. 80ns

2、在一个集成运放构成的求和运算电路中，若有三个输入信号分别为 1V、2V 和 3V，电阻均相等，则输出电压为：（ ）
A. -6V
B. 6V
C. -1V
D. 1V

3、在相对论电动力学中，一个质子以 0.6c 的速度运动，其运动质量与静止质量的比值为：（ ）
A. 1.25
B. 1.67
C. 2.5
D. 1.5

4、在一个电子设备的电源电路中，需要将交流电转换为直流电。以下哪种电路元件通常被用于这一转换过程？（ ）
A. 变压器
B. 二极管
C. 三极管
D. 电容器

5、在一个数字电路中，使用 ROM 实现一个查找表功能，若输入地址为 5 位，存储的数据为 8 位，那么 ROM 的存储容量是多少？（ ）
A. 256×8 位 B. 32×8 位 C. 16×8 位 D. 64×8 位

6、考虑一个无限大的均匀介质平板，介电常数为 ε ，厚度为 d 。在板的两侧分别存在电场强度为 E1 和 E2 的均匀电场。则板内的极化电荷面密度为：（ ）
A. (ε - 1) (E1 + E2) / 2
B. (ε - 1) (E1 - E2) / 2
C. (ε + 1) (E1 + E2) / 2
D. (ε + 1) (E1 - E2) / 2

7、考虑一个无限长的同轴电缆，内导体半径为 a ，外导体半径为 b ，中间填充介质的介电常数为 ε 。当内导体上单位长度的电荷量为 λ 时，内外导体间的电势差为：（ ）
A. λ / (2πε) ln(b/a)
B. λ / (πε) ln(b/a)
C. 2λ / (πε) ln(b/a)
D. λ / (2πε) (b - a)

8、在一个集成运放构成的迟滞比较器中，若增大上门限电压和下门限电压之间的差值，其抗干扰能力将：（ ）
A. 增强
B. 减弱
C. 不变
D. 先增强后减弱

9、在一个电气控制系统中，有一个由 PLC 控制的灯光闪烁电路。PLC 输出点的状态每隔 1 秒改变一次，但灯光闪烁的实际周期为 2 秒。可能的原因是？（ ）
A. 输出点故障
B. 灯光负载过大
C. 控制程序错误
D. 线路接触不良

10、某电气控制系统用于控制一个自动化生产线的输送装置，输送装置的速度通过变频器调节。在运行过程中，变频器显示过流故障，可能的原因是？（ ）
A. 电机短路
B. 负载过大
C. 变频器参数设置错误
D. 以上都有可能

11、考虑一个用于实现加法运算的数字电路，输入为两个 4 位二进制数。当输入分别为 0101 和 1010 时，电路输出为 1111 。若输入变为 1001 和 0110 ，那么电路的输出最有可能是（ ）
A. 1111 B. 1011 C. 1110 D. 1000

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重构。以下哪种采样方式可以保证重构后的信号与原始信号完全一致？（ ）
A. 过采样
B. 欠采样
C. 奈奎斯特采样
D. 随机采样

13、在一个有源滤波电路中，截止频率为500Hz，通带增益为3，若采用一阶高通滤波器，那么其电容和电阻的值大约应为多少？（ ）
A. 0.637μF，530.5Ω
B. 0.637μF，1061Ω
C. 1.274μF，530.5Ω
D. 1.274μF，1061Ω

14、某电气控制系统用于控制一台起重机的升降和行走。起重机的升降电机采用了绕线式异步电动机，通过外接电阻进行调速。当外接电阻增大时，电机的转速会如何变化？（ ）
A. 升高
B. 降低
C. 不变
D. 先升高后降低

15、在一个电子电路的设计中，需要考虑电路的可靠性和稳定性。以下哪个措施可以有效地提高电路的可靠性和稳定性？（ ）
A. 使用高质量的电子元件
B. 进行充分的测试和验证
C. 合理设计电路的保护机制
D. 以上都是

16、电气控制系统中，常常会出现电磁干扰的问题。电磁干扰可能会导致控制信号失真、设备误动作等。为了减少电磁干扰的影响，可以采取多种措施，如屏蔽、滤波、接地等。以下关于电磁干扰抑制措施的描述，错误的是（ ）
A. 屏蔽可以完全消除电磁干扰
B. 滤波能够去除特定频率的干扰信号
C. 良好的接地有助于提高系统的抗干扰能力
D. 综合使用多种措施可以更有效地抑制电磁干扰

17、在相对论电动力学中，一个光子的能量为 E ，动量为 p ，则其频率 ν 与波长 λ 的关系为（h 为普朗克常数）：（ ）
A. ν = E / h ，λ = h / p
B. ν = h / E ，λ = p / h
C. ν = p / h ，λ = E / h
D. ν = h / p ，λ = E / h

18、在一个集成运放构成的除法运算电路中，若两个输入信号分别为 4V 和 2V，则输出电压约为：（ ）
A. 2V
B. -2V
C. 0.5V
D. -0.5V

19、有一个 8 位的逐次逼近型 A/D 转换器，输入模拟电压范围为 0 - 5V，若当前转换得到的数字量为 10010101，那么对应的模拟电压大约是多少？（ ）
A. 2.93V B. 3.15V C. 3.56V D. 2.58V

20、在一个数字电子电路中，需要实现数据的编码和解码。以下哪种编码方式具有纠错功能？（ ）
A. 二进制编码
B. 格雷码
C. 汉明码
D. 以上都是

21、在一个数字电子电路中，需要实现数据的编码和解码。以下哪种编码方式具有较高的编码效率？（ ）
A. 二进制编码
B. 格雷码
C. 汉明码
D. 循环码

22、考虑一个计数器电路，其计数范围是从 0 到 15，采用 4 位二进制编码。当计数器处于状态 1010 时，再输入一个时钟脉冲，计数器将变为多少？（ ）
A. 1011 B. 0000 C. 1010 D. 0001

23、在一个数字信号处理系统中，需要对数字信号进行滤波和放大。以下哪种电路组合可以实现这个功能？（ ）
A. 加法器和比较器
B. 计数器和译码器
C. 滤波器和放大器
D. 编码器和解码器

24、在一个电气控制系统中，有一个直流电源，其输出电压为 12V，负载电阻为 6Ω。若电源内阻为 2Ω，计算电源的输出功率是多少？（ ）
A. 8W
B. 12W
C. 16W
D. 20W

25、在一个电气控制系统中，使用了编码器来测量电机的转速和位置。编码器的分辨率为 1000 脉冲/转，电机转速为 1000r/min，若在 10 秒钟内接收到的脉冲数为 100000 个，那么电机的实际转速是多少？（ ）
A. 900r/min
B. 1000r/min
C. 1100r/min
D. 1200r/min

26、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

27、在某电气控制系统中，采用了光电耦合器进行信号隔离。光电耦合器的输入侧发光二极管损坏，会对信号传输产生什么影响？（ ）
A. 信号无法传输
B. 信号传输不受影响，但有干扰
C. 信号传输变弱
D. 信号传输变强

28、在一个电气设备的选型过程中，需要考虑设备的可靠性和可用性。以下哪个指标不是衡量设备可靠性和可用性的指标？（ ）
A. 平均无故障时间（MTBF）
B. 平均修复时间（MTTR）
C. 设备利用率
D. 设备寿命

29、在一个集成运放构成的绝对值运算电路中，若输入为负电压，则输出电压为：（ ）
A. 输入电压的绝对值
B. 输入电压
C. 输入电压的相反数
D. 零

30、在一个集成运放构成的低通滤波电路中，若增大电容的值，其截止频率将：（ ）
A. 升高
B. 降低
C. 不变
D. 先升高后降低

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、对于电动力学中的电动势能，以下说法合理的有（ ）
A. 与电荷的位置和电场有关 B. 是一个相对量 C. 可以通过积分计算 D. 只与电荷的电荷量有关

2、以下关于数字电路中的锁存器的描述，正确的是（ ）
A. 能够保持数据直到新的数据输入
B. 与触发器的功能相似，但触发方式不同
C. 常用于数据的暂存
D. 可以实现数据的同步传输

3、在集成运放的输入保护中，以下哪些措施可以防止输入过载？（ ）
A. 串联限流电阻 B. 并联限压二极管 C. 采用差分输入 D. 增加输入缓冲级

4、在电力系统的运行管理中，需要进行的工作有（ ）
A. 负荷预测
B. 检修计划安排
C. 经济调度
D. 安全分析

5、在电力系统的继电保护中，以下哪些保护类型是常见的？（ ）
A. 过流保护
B. 过压保护
C. 差动保护
D. 接地保护

6、对于电动力学中的电荷守恒定律，以下说法正确的有（ ）
A. 反映了电荷的连续性 B. 是麦克斯韦方程组的一部分 C. 适用于任何情况 D. 与电流密度有关

7、数字电路中的乘法器可以通过（ ）
A. 移位相加的方法实现
B. 专用的集成电路芯片实现
C. 利用加法器和计数器组合实现
D. 基于逻辑门搭建实现

8、以下关于数字信号处理在数字电路中的应用，正确的有（ ）
A. 可以实现滤波功能
B. 进行信号的调制和解调
C. 完成数据压缩和编码
D. 提高信号的传输质量

9、对于数字系统中的电源管理，以下哪些技术是常见的？（ ）
A. 降压转换器 B. 升压转换器 C. 电源监控 D. 电源排序

10、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

三、简答题（本大题共4个小题，共20分)
1、（本题5分）简述电力市场的概念、结构和运营模式。

2、（本题5分）推导磁介质中静磁场的边值关系。

3、（本题5分）设计一个具有特定增益和带宽要求的有源滤波器。

4、（本题5分）描述 PLA（可编程逻辑阵列）和 PAL（可编程阵列逻辑）的工作原理和编程方法。

四、分析题（本大题共3个小题，共30分)
1、（本题10分）在新能源发电系统中，风力发电的接入对电网带来了新的挑战。请分析风力发电接入电网可能出现的问题，如电压波动、频率波动、继电保护等，并提出解决方法。

2、（本题10分）在智能工厂中，工业物联网（IIoT）的应用带来了新的挑战。请分析 IIoT 在电气系统中的应用场景和可能面临的问题，如设备连接性、数据安全、网络管理等，并提出解决方案。

3、（本题10分）某工厂的电气设备维护管理中，经常出现设备故障未能及时发现和处理的情况。请分析可能的原因，如维护制度不完善、人员技术水平不足、监测手段落后等，并提出改进设备维护管理的建议。

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