上海交通大学《电气功能材料学》2023-2024学年第一学期期末试卷.doc

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上海交通大学
《电气功能材料学》2023-2024学年第一学期期末试卷

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一
二
三
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一、单选题（本大题共20个小题，每小题1分，共20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、在电动力学中，考虑一个无限长直导线，通有恒定电流。已知在距离导线为 r 处的磁感应强度为 B，若电流增大为原来的 2 倍，同时距离导线增大为原来的 3 倍，此时该处的磁感应强度变为：（ ）
A. 2B/9
B. 2B/3
C. 6B
D. 9B/2

2、在一个复杂的电子电路系统中，有多个不同功能的集成电路芯片。当其中一个芯片出现故障时，可能会影响整个系统的正常运行。以下哪种方法可以较为准确地定位故障芯片？（ ）
A. 逐个更换芯片进行测试
B. 使用示波器观察电路信号
C. 用万用表测量各芯片引脚电压
D. 凭经验判断故障芯片位置

3、一个共源极放大电路，输入电阻约为2MΩ，输出电阻约为20kΩ，电压增益约为15。若输入信号源内阻为1MΩ，负载电阻为10kΩ，请问该电路的源电压增益约为多少？（ ）
A. 3 B. 5 C. 7.5 D. 10

4、考虑一个时变电磁场，其电场强度 E 和磁场强度 H 满足波动方程。若电场强度的表达式为 E = E0 cos(kx - ωt) ，则磁场强度 H 的表达式为（真空磁导率为 μ0 ，真空介电常数为 ε0 ）：（ ）
A. H = (E0 / c) cos(kx - ωt + π/2)
B. H = (E0 / ωμ0) cos(kx - ωt + π/2)
C. H = (E0 / c) cos(kx - ωt)
D. H = (E0 / ωμ0) cos(kx - ωt)

5、在一个电子设备的电源管理系统中，需要实现对电池的充电和放电控制。以下哪种电子元件可以用于电池的充电管理？（ ）
A. 充电器芯片
B. 稳压器
C. 二极管
D. 晶体管

6、数字电路中的译码器可以将二进制代码转换为特定的输出信号。对于一个 4 线 -16 线译码器，当输入代码为 1010 时，会有几个输出为高电平？（ ）
A. 0 个
B. 1 个
C. 2 个
D. 16 个

7、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

8、某电气控制系统用于控制一个自动化仓库的堆垛机，堆垛机的水平和垂直运动由两个独立的电机驱动。在运行过程中，水平电机突然停止，而垂直电机正常工作。可能的故障原因是？（ ）
A. 水平电机过载
B. 水平电机驱动器故障
C. 控制水平电机的线路断路
D. 以上都有可能

9、已知一个数字电路的逻辑函数为 F = Σ(0, 2, 4, 6, 8)，用卡诺图化简后得到的最简表达式是什么？（ ）
A. F = A'B' + A'B
B. F = A' + B'
C. F = A + B
D. F = AB' + AB

10、对于一个由三极管构成的射极输出器，已知三极管的β = 100，集电极电阻RC = 3kΩ，电源电压VCC = 20V，发射极电阻RE = 3kΩ。忽略三极管的饱和压降，请问该电路的输出电阻约为多少？（ ）
A. 30Ω B. 50Ω C. 75Ω D. 100Ω

11、在数字电路设计中，需要考虑电路的功耗和面积之间的平衡。以下哪种方法可以在一定程度上实现这种平衡？（ ）
A. 选择低功耗的逻辑门
B. 优化电路的布局和布线
C. 减少电路的功能
D. 以上都是

12、在一个电子电路的设计中，需要考虑电路的功耗问题。以下哪个因素对电路功耗影响最大？（ ）
A. 电子元件的静态功耗
B. 电子元件的动态功耗
C. 电路的工作频率
D. 电路的负载大小

13、有一个无限大的导电平面，上方存在垂直于平面的均匀磁场 B 。一个带电粒子在平面上方平行于平面运动，速度为 v 。若粒子电荷量为 q ，质量为 m ，则粒子运动的轨迹为：（ ）
A. 直线
B. 抛物线
C. 圆
D. 椭圆

14、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

15、对于一个由三极管构成的射极跟随器，已知三极管的β = 80，基极电流 I B = 20μA，集电极电阻 R C = 1kΩ，电源电压 V CC = 12V，发射极电阻 R E = 1kΩ。忽略三极管的饱和压降，请问该电路的输出电阻约为多少？（ ）
A. 10Ω B. 20Ω C. 50Ω D. 100Ω

16、在一个直流电源中，桥式整流电路的输出电压平均值为 18V，若每个二极管的导通压降为 0.7V，那么输入交流电压的有效值约为多少？（ ）
A. 16V B. 18V C. 20V D. 22V

17、某反馈放大电路，其开环增益为500，反馈系数为0.01。若要使闭环增益稳定在50，请问此反馈属于何种类型，且反馈深度约为多少？（ ）
A. 电压串联负反馈，11
B. 电压串联负反馈，10

C. 电流并联负反馈，11
D. 电流并联负反馈，10

18、在一个电子设备的电源电路中，需要提高电源的效率。以下哪个措施可以有效地提高电源效率？（ ）
A. 选择高效的电源芯片
B. 优化电路布局
C. 降低负载电流
D. 提高输入电压

19、在一个电子设备的通信系统中，需要实现信号的调制和解调。以下哪种调制方式具有较高的抗干扰能力？（ ）
A. 幅度调制（AM）
B. 频率调制（FM）
C. 相位调制（PM）
D. 以上都是

20、某数字电路用于将 4 位格雷码转换为二进制数。当输入的格雷码为 1010 时，经过电路转换后的二进制数输出最有可能是（
A. 1100 B. 1010 C. 1001 D. 1110

二、多选题（本大题共15小题，每小题2分，共30分．有多个选项是符合题目要求的．）
1、在电力电子设备的故障诊断中，以下哪些方法可以用于检测设备的故障类型？（ ）
A. 故障树分析法
B. 模式识别法
C. 专家系统法
D. 神经网络法

2、以下关于数字电路中的同步复位，哪些说法是正确的？（ ）
A. 在时钟上升沿或下降沿进行复位 B. 避免了亚稳态问题 C. 对时钟质量要求较高 D. 常用于大型数字系统

3、以下关于电力系统中的暂态稳定分析方法，正确的有（ ）
A. 等面积定则
B. 时域仿真法
C. 直接法
D. 频域法

4、在电力系统的规划中，以下哪些因素需要考虑智能电网的发展？（ ）
A. 通信技术和信息技术的应用
B. 分布式能源的接入和管理
C. 电力市场的发展和
D. 环境保护和可持续发展

5、对于数字系统的同步设计，以下哪些要点是重要的？（ ）
A. 统一的时钟信号 B. 合理的时序约束 C. 避免时钟偏移 D. 处理好异步信号的同步化

6、在模拟电子技术中，以下哪些元件常用于放大电路中？（ ）
A. 三极管
B. 场效应管
C. 电阻
D. 电容

7、在集成（ ）
A. 需求分析 B. 方案设计 C. 电路实现 D 性能测试

8、以下关于数字电路中的有限状态机编码方式，哪些是常见的？（ ）
A. 二进制编码 B. 格雷码编码 C. 一位热码编码 D. 顺序编码

9、对于电动力学中的电磁张量，以下特点描述准确的有（ ）
A. 是一个二阶张量 B. 包含电场和磁场信息 C. 具有对称性 D. 与参考系无关

10、直流电机的换向极的作用是什么？
A. 改善换向
B. 削弱电枢反应
C. 产生磁场
D. 增加转矩

11、对于电子电路中的反馈，以下哪些说法是正确的？（ ）
A. 正反馈可以使电路产生自激振荡
B. 负反馈可以提高电路的稳定性
C. 反馈可以改变电路的增益
D. 反馈可以改善电路的频率响应

12、关于功率放大电路，以下哪些特点是正确的？（ ）
A. 输出功率大
B. 效率高
C. 非线性失真小
D. 工作在大信号状态

13、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

14、电力系统中的电能质量指标包括（ ）
A. 电压偏差
B. 频率偏差
C. 谐波含量
D. 三相电压不平衡度

15、在电力系统的继电保护中，以下哪些保护可以用于发电机的保护？（ ）
A. 纵联差动保护
B. 过流保护
C. 过压保护
D 失磁保护

三、简答题（本大题共6个小题，共30分)
1、（本题5分）简述数字集成电路的分类，如小规模、中规模、大规模和超大规模集成电路。

2、（本题5分）分析电力系统中的电力综合能源服务的模式和发展趋势。

3、（本题5分）阐述电气控制系统中工业以太网的应用和特点。

4、（本题5分）简述电气控制系统中常用的保护装置及其作用。

5、（本题5分）描述如何实现一个数字信号的检错编码电路。

6、（本题5分）设计一个低通有源滤波器，并计算其截止频率。

四、分析题（本大题共2个小题，共20分)
1、（本题10分）一个数据中心的不间断电源（UPS）系统在市电中断时切换失败，导致部分服务器停机。通过对UPS设备、电池组和切换控制电路的检查，发现了一些导致切换失败的问题。请深入分析这些问题的原因，并提出改进UPS系统可靠性的具体方案和定期测试维护的要点。

2、（本题10分）电力系统中的频率调整是确保系统稳定运行的重要手段。请分析频率调整的方法和技术，讨论如何实现频率的精确调整。

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