2025年大学一年级（电力工程及自动化）电路分析测试题及答案.doc

2025年大学一年级（电力工程及自动化）电路分析测试题及答案

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

第I卷（选择题 共40分）
答题要求：每题只有一个正确答案，请将正确答案的序号填在括号内。(总共8题，每题5分)
1. 已知某电路中某元件的电压u = 10sin(314t + 30°)V，电流i = 2sin(314t - 60°)A，则该元件的性质是（ ）
A. 电阻 B. 电感 C. 电容 D. 无法确定
2. 一个20Ω的电阻与一个电感L串联，接到频率为50Hz、电压有效值为220V的正弦交流电源上，若电阻两端电压为100V，则电感L的值为（ ）
A. 0.1H B. 0.2H C. 0.3H D. 0.4H
3. 某RLC串联电路，已知R = 10Ω，XL = 20Ω，XC = 10Ω，则电路的性质为（ ）
A. 电阻性 B. 电感性 C. 电容性 D. 无法确定
4. 对于一个线性无源二端口网络，其Y参数矩阵为[Y] = [[0.2, -0.1], [-0.1, 0.3]]，则该网络的输入导纳Yi为（ ）
A. 0.2S B. 0.3S C. 0.1S D. 0.4S
5. 已知某正弦交流电路中，电压表读数为10V，电流表读数为5A，功率表读数为30W，则该电路的功率因数为（ ）
A. 0.3 B. 0.6 C. 0.8 D. 1
6. 某三相四线制电路，线电压为380V，负载为对称三相负载，每相电阻为10Ω，则中线电流为（ ）
A. 0A B. 19A C. 38A D. 57A
7. 一个理想变压器，原边匝数N1 = 1000，副边匝数N2 = 200，原边接220V交流电源，则副边电压为（ ）
A. 22V B. 44V C. 110V D. 220V
8. 某电路的复阻抗Z = 3 + j4Ω，则该电路的阻抗模|Z|为（ ）
A. 3Ω B. 4Ω C. 5Ω D. 7Ω

第II卷（非选择题 共60分）
9. （10分）简述基尔霍夫定律的内容。
10. （15分）已知一个RLC串联电路，R = 10Ω，L = 0.05H，C = 100μF，电源电压u = 20sin(1000t)V，求电路中的电流i以及各元件的电压uR、uL、uC，并画出相量图。
11. （15分）如图所示电路，已知R1 = 10Ω，R2 = 20Ω，R3 = 30Ω，E1 = 10V，E2 = 20V，求各支路电流。

12. （10分）材料：某电力系统中有一个三相负载，其功率为P = 10kW，功率因数cosφ = 0.8，线电压为380V。问题：求该负载的线电流以及视在功率S。
13. （20分）材料：有一个二端口网络，其开路阻抗参数矩阵为[Z] = [[10, 5], [5, 15]]。问题：求该二端口网络的短路导纳参数矩阵[Y]；若在端口1施加电压u1 = 10V，端口2短路，求端口1的电流i1和端口2的短路电流i2'。

答案：
1. C
2. C
3. B
4. A
5. B
6. A
7. B
8. C
9. 基尔霍夫电流定律（KCL）：所有进入某节点的电流的总和等于所有离开这节点的电流的总和。基尔霍夫电压定律（KVL）：沿着闭合回路所有元件两端的电势差（电压）的代数和等于零。
10. 先求复阻抗Z = R + j(XL - XC)，XL = ωL = 1000×0.05 = 50Ω，XC = 1/ωC = 1/(1000×100×10^-6) = 10Ω，Z = 10 + j40Ω。电流相量I = U/Z = 20∠0°/(10 + j40) = 0.447∠-75.96°A，i = 0.447sin(1000t - 75.96°)A。uR = IR = 0.447×10sin(1000t - 75.96°) = 4.47sin(1000t - 75.96°)V，uL = IXL = 0.447×50sin(1000t - 75.96° + 90°) = 22.35sin(1000t + 14.04°)V，uC = IXC = 0.447×10sin(1000t - 75.96° - 90°) = 4.47sin(1000t - 165.96°)V。相量图：以电流相量为基准，电阻电压与电流同相，电感电压超前电流90°，电容电压滞后电流90°。
11. 设各支路电流如图所示，根据KCL和KVL列方程。节点a：I1 + I2 = I3；左边回路：10I1 + 10I3 = 10；右边回路：20I2 - 10I3 = 20。联立解得I1 = 0A，I2 = 1A，I3 = 1A。
12. 由P = √3UIcosφ可得线电流I = P/(√3Ucosφ) = 10000/(√3×380×0.8) ≈ 19.05A。视在功率S = P/cosφ = 10/0.8 = 12.5kVA。
13. 短路导纳参数矩阵[Y] = [Z]^-1，先求[Z]的行列式|Z| = 10×15 - 5×5 = 125，伴随矩阵adj[Z] = [[15, -5], [-5, 10]]，则[Y] = [1/125][[15, -5], [-5, 10]] = [[0.12, -0.04], [-0.04, 0.08]]。端口2短路时，Y11 = 0.12，Y12 = -0.04，i1 = Y11u1 + Y'12u2' = 0.12×10 + (-0.04)×0 = 1.2A，i2' = Y21u1 + Y22u2' = (-0.04)×10 + 0.08×0 = -0.4A。