福建师范大学协和学院《电气控制及可编程序控制器》2023-2024学年第一学期期末试卷.doc

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福建师范大学协和学院《电气控制及可编程序控制器》
2023-2024学年第一学期期末试卷
题号
一
二
三
四
总分
得分

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、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、在电动力学中，一个电四极子在远处产生的电势与距离 r 的关系为：（ ）
A. 1 / r
B. 1 / r^2
C. 1 / r^3
D. 1 / r^4

3、在一个模拟电子电路中，需要对信号进行放大和滤波。以下哪种放大器和滤波器的组合可以实现较高的增益和较好的滤波效果？（ ）
A. 共射极放大器和低通滤波器
B. 共基极放大器和高通滤波器
C. 共集电极放大器和带通滤波器
D. 差分放大器和带阻滤波器

4、在一个复杂的电气控制系统中，包含了多个电动机和各种控制元件。其中一台电动机采用了变频器调速控制，变频器的输出频率为 50Hz 时，电动机转速为 1450r/min。若要将电动机转速提高到 1750r/min，变频器的输出频率应调整为多少？（假设电动机为 4 极）（ ）
A. 60Hz
B. 70Hz
C. 80Hz
D. 90Hz

5、在一个多级放大电路中，前级的输出电阻为 1kΩ，后级的输入电阻为 10kΩ，若前级的开路电压增益为 50，后级的短路电流增益为 100，那么总的电压增益约为多少？（ ）
A. 500 B. 5000 C. 50000 D. 500000

6、在一个工厂的配电室中，有多个开关柜和配电柜。为了确保电力系统的安全运行，需要对这些设备进行定期维护和检查。以下哪个项目不属于常规的维护检查内容？（ ）
A. 检查设备的接地情况
B. 测量设备的绝缘电阻
C. 检查设备的外观是否有损坏
D. 更换设备的内部电子元件

7、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

8、在一个电气控制系统中，使用了一台软启动器来启动电动机。软启动器可以逐渐增加电动机的电压，从而减小启动电流。如果软启动器的参数设置不正确，可能会导致什么后果？（ ）
A. 电动机启动缓慢
B. 电动机无法启动
C. 启动电流过大
D. 以上都有可能

9、一个乙类互补推挽功率放大电路，电源电压为 ±12V，负载电阻为 8Ω，输入信号为正弦波。若忽略三极管的饱和压降，请问该电路的最大输出功率约为多少？（ ）
A. 9W B. 18W C. 27W D. 36W

10、对于一个乙类互补对称功率放大电路，已知电源电压为 ±15V，负载电阻为 8Ω，三极管的饱和压降为 1V。假设输入信号为正弦波，那么该电路的最大输出功率约为多少？（ ）
A. 14.06W B. 11.25W C. 7.03W D. 5.625W

11、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较快的读写速度？（ ）
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

12、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)

13、在一个自动化生产线上的电气控制系统中，需要对物料的位置进行精确检测。可以使用接近开关来实现这一功能。接近开关分为电感式、电容式、霍尔式等不同类型。以下关于接近开关选择的描述，错误的是（ ）
A. 电感式接近开关适用于检测金属物体
B. 电容式接近开关可以检测非金属物体
C. 霍尔式接近开关对磁场敏感
D. 接近开关的检测距离越远越好

14、在一个由与非门组成的数字电路中，已知输入信号 A = 1，B = 0，C = 1 ，经过一系列逻辑运算后，输出信号 Y 为 0。若将输入信号 B 改为 1 ，其他输入信号不变，那么此时输出信号 Y 最有可能是（ ）
A. 0 B. 1 C. 不确定 D. 以上都不对

15、在一个数字系统中，使用锁存器来存储数据，若锁存器的使能信号在数据变化期间发生跳变，可能会导致什么问题？（ ）
A. 数据丢失 B. 数据错误 C. 电路故障 D. 以上都有可能

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、对于一个采用约翰逊计数器的数字电路，若初始状态为 0000，经过 8 个时钟脉冲后，计数器的状态是多少？（ ）
A. 1000 B. 0100 C. 0010 D. 0001

18、在一个电力系统中，需要对电力设备进行预防性试验。以下哪种试验不属于电力设备预防性试验的内容？（ ）
A. 绝缘电阻试验
B. 耐压试验
C. 短路试验
D. 接地电阻试验

19、有一个磁偶极子，磁矩为 m ，位于均匀外磁场 B 中。磁偶极子具有的势能为：（ ）
A. -m · B
B. m · B
C. |m × B|
D. |m · B|

20、在一个 RC 低通滤波电路中，当输入信号的频率高于截止频率时，输出电压的幅度将：（ ）
A. 增大
B. 减小
C. 不变
D. 变为零

21、数字电路中的数据分配器可以将输入数据分配到多个输出端口。对于一个 1 路 -4 路数据分配器，当控制信号为 10 时，输入数据会被分配到哪个输出端口？（ ）
A. 第一个输出端口
B. 第二个输出端口
C. 第三个输出端口
D. 第四个输出端口

22、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)

23、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

24、电气控制系统中，常常使用传感器来检测物理量，并将其转换为电信号。不同类型的传感器具有不同的特点和适用范围。例如，压力传感器用于测量压力，位移传感器用于测量位移，速度传感器用于测量速度。以下关于传感器选择的考虑因素，错误的是（ ）
A. 测量范围和精度要求
B. 传感器的输出信号类型
C. 传感器的安装方式和尺寸
D. 传感器的价格越高越好

25、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

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、在电力电子设备的故障诊断中，以下哪些方法可以用于预测设备的故障？（ ）
A. 状态监测和数据分析
B. 可靠性评估和寿命预测
C. 故障树分析和模式识别
D. 专家系统和神经网络

2、在正弦波振荡器的分类中，以下哪些是常见的类型？（ ）
A. RC 振荡器 B. LC 振荡器 C. 石英晶体振荡器 D. 压控振荡器

3、在电子电路的电磁兼容（EMC）标准中，以下哪些方面是需要符合的？（ ）
A. 辐射发射限值
B. 传导发射限值
C. 抗扰度要求
D. 静电放电要求

4、在电力系统的故障诊断中，以下哪些方法可以用于检测故障？（ ）
A. 电气量测量
B. 非电气量测量
C. 人工智能算法
D. 专家系统

5、在差分放大器的共模抑制比计算中，以下哪些因素是相关的？（ ）
A. 差模增益 B. 共模增益 C. 输入电阻 D. 输出电阻

6、以下关于电磁波的频谱，描述恰当的有（ ）
A. 包含不同频率的成分 B. 不同频段有不同的应用 C. 频谱宽度与信号的时变性有关 D. 频谱是固定不变的

7、在电气设备的绝缘配合中，需要考虑以下哪些因素？（ ）
A. 设备的额定电压
B. 过电压类型和水平
C. 环境条件
D. 设备的绝缘性能

8、在电力电子变换器中，以下哪些控制方法可以实现输出电压的稳定？（ ）
A. 脉冲宽度调制（PWM）
B. 频率调制
C. 电压反馈控制
D. 电流反馈控制

9、对于数字电路中的模拟数字转换（ADC），以下哪些因素会影响其性能？（ ）
A. 分辨率 B. 转换速度 C. 精度 D. 输入电压范围

10、对于数字系统中的存储层次结构，以下哪些层次是常见的？（ ）
A. 寄存器 B. 高速缓存 C. 主存 D. 外存

三、简答题（本大题共5个小题，共25分)
1、（本题5分）简述相对论中质能关系的表达式和意义。

2、（本题5分）化简逻辑函数 F(A,B,C,D) = Σm(0, 4, 5, 6, 9, 10, 13, 14) ，并用与非 - 与非表达式表示。

3、（本题5分）说明电力系统潮流计算的目的和常用方法。

4、（本题5分）分析在数字系统中如何进行数据的压缩和解压缩。

5、（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。

四、分析题（本大题共3个小题，共30分)
1、（本题10分）某地区的水电站的水库调度需要进行多目标优化。请分析水电站水库调度多目标优化的方法和技术，以及在实际应用中应注意的问题，如发电效益最大化、防洪安全保障、生态环境友好等目标的协调。

2、（本题10分）在一个光伏发电站中，由于光伏阵列的遮挡问题，部分组件的发电效率严重下降。请分析遮挡对光伏组件的影响，以及如何通过合理的布局设计和清洁维护减少遮挡损失，提高电站的整体发电量。

3、（本题10分）新能源发电技术（如太阳能、风能、水能等）的发展为电气工程带来了新的机遇和挑战。请分析一种新能源发电技术的工作原理和优势，探讨其在实际应用中存在的问题及解决方案。

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