第一篇：第1.2章習(xí)題解答

第一章習(xí)題解答

1.1 如何區(qū)分直流電磁系統(tǒng)和交流電磁系統(tǒng)？如何區(qū)分電壓線圈和電流線圈？

答：直流電磁鐵鐵心由整塊鑄鐵鑄成，而交流電磁鐵的鐵心則用硅鋼片疊成，以減小鐵損。直流電磁鐵僅有線圈發(fā)熱，線圈匝數(shù)多、導(dǎo)線細(xì)，制成細(xì)長形，且不設(shè)線圈骨架，鐵心與線圈直接接觸，利于線圈的散熱。交流電磁鐵由于鐵心和線圈均發(fā)熱，所以線圈匝數(shù)少，導(dǎo)線粗，制成短粗形，吸引線圈設(shè)有骨架，且鐵心與線圈隔離，利于鐵心與線圈的散熱。1.2 交流電磁系統(tǒng)中短路環(huán)的作用是什么？三相交流電磁鐵有無短 路環(huán)？為什么？

答：交流接觸器線圈通過的是交變電流，電流正負(fù)半波要經(jīng)過零點(diǎn)，在電流過零點(diǎn)時線圈電磁吸力接近于零，如此動鐵芯會與靜鐵芯發(fā)生振動和噪聲。在鐵心端面上開槽安放短路環(huán)后，交變的磁通使得短路環(huán)產(chǎn)生同頻交變感應(yīng)電流，該電流使短路環(huán)內(nèi)產(chǎn)生與鐵心磁通變化相反的逆磁通。如此在鐵心端面上，短路環(huán)內(nèi)的磁通與環(huán)外磁通在時間上錯開，避免了吸力過零產(chǎn)生噪聲和振動現(xiàn)象。

沒有短路環(huán)，因為短路環(huán)是在電流過零時產(chǎn)生感應(yīng)電流維持鐵芯吸合，三相交流電磁鐵一相電流過零時其余兩相不為零，鐵芯還是吸合的，因此不再需要短路環(huán)。第一章習(xí)題解答

1.3 交流電磁線圈誤接入直流電源、直流電磁線圈誤接入交流電 源，將發(fā)什么問題？為什么？

答：交流電磁線圈誤接入對應(yīng)直流電源 ,時間長了有可能將線圈燒掉，因為交流線圈的電感一般很大，其電阻阻值較小，所以當(dāng)通直流電源后，電流會很大，電磁閥不會動作。直流電磁線圈誤接入對應(yīng)交流電源，不會有什么影響，因為直流電磁線圈的阻值大，相應(yīng)的電感也大，一般比交流電磁線圈的大。

1.4電弧是如何產(chǎn)生的？有哪些危害？直流電弧與交流電弧各有什么特點(diǎn)？低壓電器中常用的滅弧方式有哪些？

答：開關(guān)觸頭在大氣中斷開電路時，如果電路的電流超過 0.25～1A，電路斷開后加在觸頭間的電壓超過 12～20V，則在觸頭間隙（又稱弧隙）中便會產(chǎn)生一團(tuán)溫度極高、發(fā)出強(qiáng)光和能夠?qū)щ姷慕茍A柱形的氣體。電弧的危害：(1)延長了切斷故障的時間；(2)高溫引起電弧附近電氣絕緣材料燒壞；(3)形成飛弧造成電源短路事故；(4)電弧是造成電器的壽命縮短的主要原因。

1.4電弧是如何產(chǎn)生的？有哪些危害？直流電弧與交流電弧各有什么特點(diǎn)？低壓電器中常用的滅弧方式有哪些？

交流是成正弦變化的，當(dāng)觸點(diǎn)斷開時總會有某一時刻電流為零，此時電流熄滅。直流電弧由于其不過零點(diǎn)，導(dǎo)致開關(guān)不能斷開電弧，與交流電相比，直流電弧不易熄滅。機(jī)械性拉弧、磁吹式滅弧、窄縫滅弧、柵片滅弧法、固體產(chǎn)氣滅弧、石英砂滅弧、油吹滅弧、氣吹滅弧等。1.5 接觸器的主要結(jié)構(gòu)有哪些？交流接接觸器和直流接觸器如何區(qū)分？

答：接觸器的結(jié)構(gòu)主要由電磁系統(tǒng)，觸頭系統(tǒng)，滅弧裝置和其他部件等組成。直流接觸器與交流接觸器相比，直流接觸器的鐵心比較小 ,線圈也比較小 ,交

流電磁鐵的鐵心是用硅鋼片疊柳而成的。線圈做成有支架式 ,形式較扁。因為直流電磁鐵不存在電渦流的現(xiàn)象，區(qū)分方式如下：(1)銘牌：AC是交流，DC是直流；(2)滅弧罩：交流接觸器設(shè)有滅弧裝置，以便迅速切斷電弧，免于燒壞主觸頭，大的有滅弧柵片。直流接觸器由于直流電弧比交流電弧難以熄滅，直流接觸器常采用磁吹式滅弧裝置滅?。?3)極數(shù)：交流的主極為

三、直流的主極為二；(4)線圈的鐵芯和銜鐵：交流的為分片硅鋼片、直流為整體式）。1.6 交流接觸器在銜鐵吸合時，線圈中會產(chǎn)生沖擊電流，為什么？直流接觸器會產(chǎn)生這種現(xiàn)象嗎？為什么？

答：交流接觸器的線圈是一個電感，是用交流電工作的。吸合前線圈內(nèi)部沒有鐵心，電感很小，阻抗也就很小，所以電流大；吸合后鐵心進(jìn)入線圈內(nèi)部，電感量增大，阻抗增大，所以電流就降下來了。直流接觸器工作電流主要取決于其內(nèi)部電阻，所以不會產(chǎn)生沖擊電流。1.7 中間繼電器的作用是什么？中間繼電器與接觸器有何異同？

答：中間繼電器的作用是將一個輸入信號變成多個輸出信號或?qū)⑿盘柗糯蠹丛龃笥|頭容量的繼電器。

中間繼電器的觸頭對數(shù)多，觸頭容量較大（額定電流 5A～10A），動作靈敏。其主要用途是當(dāng)其它繼電器的觸頭對數(shù)或觸頭容量不夠時，可借助中間繼電器來擴(kuò)大觸頭數(shù)目，起到中轉(zhuǎn)或變換作用；接觸器觸點(diǎn)有主觸點(diǎn)和輔助觸點(diǎn)之分，而中間繼電器沒有主、輔助觸點(diǎn)之分。1.8 對于星形聯(lián)結(jié)的三相異步電動機(jī)能否用一般三相結(jié)構(gòu)熱繼電器作斷相保護(hù)？為什么？對于三角形聯(lián)結(jié)的三相異步電動機(jī)必須使用三相具有斷相保護(hù)的熱繼電器，對嗎？

答：可以。因為熱繼電器內(nèi)部有雙金屬片。當(dāng)電機(jī)電源缺相時，包括機(jī)械方面的原因造成機(jī)堵轉(zhuǎn)，電機(jī)的電流會增加。電流增加使金屬片受熱到一定程度，根據(jù)熱膨脹系數(shù)的不同金屬片會分開。從而來斷開熱繼電器的輔助觸頭，被控制的接觸器會釋放，切斷電源，熱繼電器有過熱過載保護(hù)，保護(hù)電機(jī)不會因為電流的增加被燒壞。必須使用三相具有斷相保護(hù)的熱繼電器。三角形接法的電動機(jī)，線電流是相電流的 1.732倍。當(dāng)發(fā)生斷相時，線電流等于相電流。同樣的相電流下，斷相時的線電流較小，造成普通熱繼電器在斷相時保護(hù)靈敏度下降，因此要用斷相熱繼電器才行。

1.9 試比較電磁式時間繼電器、空氣阻尼式時間繼電器、電動式時間繼電器與電子式時間繼電器的優(yōu)缺點(diǎn)及應(yīng)用場合？ 答：

1、電磁式時間繼電器是根據(jù)電磁阻尼原理產(chǎn)生延時的 ,延時時間短(0.3~1.6s)，但它結(jié)構(gòu)比較簡單，通常用在斷電延時場合和直流電路中。

2、空氣阻尼式時間繼電器又稱為氣囊式時間繼電器，它是根據(jù)空氣壓縮產(chǎn)生的阻力來進(jìn)行延時的，其結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜，延時范圍大(0.4~180s)，但延時精確度低。

3、電動式時間繼電器的原理與鐘表類似，它是由內(nèi)部電動機(jī)帶動減速齒輪轉(zhuǎn)動而獲得延時的。這種繼電器延時精度高，延時范圍寬(0.4~72h)，但結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，價格很貴。

4、電子式時間繼電器又稱為晶體管式時間繼電器，它是利用延時電路來進(jìn)行延時的，這種繼電器精度高，體積小。

1.10 在電動機(jī)的控制電路中，熱繼電器與熔斷器各起什么作用？兩者能否互相替換？為什么？

答：熱繼電器主要是起到過載保護(hù)作用還有因三相電流不平衡、缺相引起的過載保護(hù)，而保險絲主要起短路保護(hù)作用和限流保護(hù)。

兩者不能互相替換，熱繼電器內(nèi)部結(jié)構(gòu)具有熱慣性作用，當(dāng)線路發(fā)生短路時熱繼電器需要內(nèi)部的保護(hù)機(jī)構(gòu)一定時間來發(fā)熱令原本是常閉的觸點(diǎn)斷開，響應(yīng)時間自然要比保險絲要長，起不到及時的保護(hù)作用，而且熱繼電器當(dāng)常閉觸點(diǎn)斷開后（令控制回路斷開）過來一段時間內(nèi)部的保護(hù)機(jī)構(gòu)慢慢的冷卻后原本斷開起保護(hù)的常閉觸點(diǎn)又復(fù)位閉合了，此時如果短路還沒有解決的，常閉觸點(diǎn)又一次的斷開，這樣如此的循環(huán)下去。1.11 在使用和安裝 HK系列刀開關(guān)時，應(yīng)注意些什么？鐵殼開關(guān)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是什么？試比較膠底瓷蓋刀開關(guān)與鐵殼刀開關(guān)的差異及各自用途？

答：1.電源進(jìn)線應(yīng)接在靜觸點(diǎn)一邊的進(jìn)線端（進(jìn)線座應(yīng)在上方），用電設(shè)備應(yīng)接在動觸點(diǎn)一邊的出線端。這樣當(dāng)開關(guān)斷開時，閘刀和熔絲均不帶電，以保證更換熔絲時的安全。

2.在合閘狀態(tài)下，刀開關(guān)的手柄應(yīng)該向上，不能倒裝或平裝，以防止閘刀松動落下時誤合閘。特點(diǎn)：(1)設(shè)有連鎖裝置，保證在合閘狀態(tài)下開關(guān)蓋不能開啟，而開啟時不能合閘，以確保操作安全；(2)采用儲能分合閘方式，在手柄轉(zhuǎn)軸與底座之間裝有速動彈簧，能使開關(guān)快速接通或斷開，與手柄操作速度無關(guān)，這樣有利于迅速滅弧。

差異及各自用途：膠底瓷蓋刀開關(guān)由熔絲、觸刀、觸點(diǎn)座和底座等組成，結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜、使用維修方便，得到廣泛應(yīng)用。主要用作電氣照明電路和電熱電路、小容量電動機(jī)電路的不頻繁控制開關(guān)，也可用作分支電路的配電開關(guān)。鐵殼刀開關(guān)主要由鋼板外殼、觸刀開關(guān)、操作機(jī)構(gòu)、熔斷器等組成。刀開關(guān)具有滅弧裝置，一般用于小型電力排灌、電熱器、電氣照明線路的配電設(shè)備中，用于不頻繁地接通與分?jǐn)嚯娐?，也可以直接用于異步電動機(jī)的非頻繁全壓啟動控制。

1.12 低壓斷路器具有哪些脫扣裝置？試分別說明其功能。

答：自由脫扣器：靠操作機(jī)構(gòu)手動或自動合閘，將主觸頭鎖在合閘位置上；電磁脫扣器：當(dāng)回路短路時，電磁脫扣器的銜鐵吸合，從而使脫扣機(jī)構(gòu)動作；

欠壓脫扣器：當(dāng)電路失壓時，失壓脫扣器的銜鐵釋放，也使自由脫扣機(jī)構(gòu)動作；

熱脫扣器：當(dāng)電路發(fā)生短路或嚴(yán)重過載時，過電流脫扣器的銜鐵被吸合，使自由脫扣機(jī)構(gòu)動作；

分勵脫扣器：作為遠(yuǎn)距離控制分?jǐn)嚯娐分谩?/p>

1.14 按鈕與行程開關(guān)有何異同點(diǎn)？什么是主令控制器？作用是什么？

答：按鈕與行程開關(guān)的工作原理相同，區(qū)別在于：行程開關(guān)不是靠手的按壓，而是利用生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)動部件的擋鐵碰壓而使觸頭動作。

主令電器是用來接通或分?jǐn)嗫刂齐娐罚园l(fā)出指令或用于程序控制的開關(guān)電器。主要有：按鈕、行程開關(guān)、萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)、主令控制器等。

第二章部分習(xí)題解答

1.電氣系統(tǒng)圖主要有哪些？各有什么作用和特點(diǎn)？ 答：電氣原理圖、電器布置圖和電氣安裝接線圖。

電氣原理圖：根據(jù)控制線圖工作原理繪制，具有結(jié)構(gòu)簡單，層次分明。主要用于研究和分析電路工作原理。電氣布置安裝圖：主要用來表明各種電氣設(shè)備在機(jī)械設(shè)備上和電氣控制柜中的實際安裝位置，為機(jī)械電氣在控制設(shè)備的制造、安裝、維護(hù)、維修提供必要的資料。

電氣安裝接線圖：是為了進(jìn)行裝置、設(shè)備或成套裝置的布線提供各個安裝接線圖項目之間電氣連接的詳細(xì)信息，包括連接關(guān)系，線纜種類和敷設(shè)線路。

2.電氣原理圖中電QS、FU、KM、KA、KT、KS、FR、SB、SQ分別代表什么電氣元件的文字符號？

答：QS 刀開關(guān)、FU 熔斷器、KM接觸器、KA 中間繼電器、KT 時間繼電器、KS 速度繼電器、FR 熱繼電器、SB 按鈕、SQ 行程開關(guān)。

3.電氣原理圖中，電器元件的技術(shù)數(shù)據(jù)如何標(biāo)注？ 答：可以采用下面兩種方法：

（1）電氣元件明細(xì)表：元器件名稱、符號、功能、型號、數(shù)量等；（2）用小號字體注在其電氣原理圖中的圖形符號旁邊。

4.什么是失電壓、欠電壓保護(hù)？采用什么電器元件來實現(xiàn)失電壓，欠電壓保護(hù)？

答：失電壓保護(hù)：當(dāng)電力元件失去電壓時執(zhí)行相應(yīng)保護(hù)動作(如斷路器跳閘)的保護(hù)方式。主要采用接觸器來進(jìn)行保護(hù)。欠電壓保護(hù)：是指在供電過程中由于某種原因，會出現(xiàn)電網(wǎng)電壓急劇降低，此時，開關(guān)自動跳閘，切斷供電電源。主要采用接觸器和電壓繼電器來進(jìn)行保護(hù)。

5.點(diǎn)動、長動在控制電路上的區(qū)別是什么？試用按鈕、轉(zhuǎn)換開關(guān)、中間繼電器、接觸器等電器，分別設(shè)計出既能長動又能點(diǎn)動的控制線路。

答：點(diǎn)動按鈕兩端并未并聯(lián)上能實現(xiàn)自鎖功能的接觸器常開觸點(diǎn)，反之，長動按鈕兩端并聯(lián)了自鎖按鈕。

圖自己畫

7.在電動機(jī)可逆運(yùn)行的控制線路中，為什么必須采用聯(lián)鎖環(huán)節(jié)控制？在圖2.7(c)中已采用了機(jī)械聯(lián)鎖，為什么還要采用電氣聯(lián)鎖？若兩種觸頭接錯，線路會產(chǎn)生什么現(xiàn)象？ 答：(1)聯(lián)鎖控制是在控制線路中一條支路通電時保證另一條支路斷電。電氣互鎖控制過程為從一個運(yùn)行狀態(tài)到另一個運(yùn)行狀態(tài)必須經(jīng)過停止既“正-停-反”。雙重互鎖從一個運(yùn)行狀態(tài)到另一個運(yùn)行狀態(tài)可以直接切換既“正-反-?！薄?/p>

(2)機(jī)械互鎖具有滯后特性，往往在0.1秒之后才會響應(yīng)。因此，一方面為提高可靠性，機(jī)械聯(lián)鎖在一些場合可靠性是無法保證的，如長距離、頻繁動作等場合。另一方面為保護(hù)元件，如線圈，如誤操作，機(jī)械部分卡住，線圈長時間帶電就會燒壞的。(3)不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

8.某機(jī)床的主軸和油泵分別由兩臺籠型異步電動機(jī)M1和M2來拖動。試設(shè)計控制線路，其要求如下：①油泵電動機(jī)M2啟動后主軸電動機(jī)M1才能啟動；②主軸電動機(jī)能正反轉(zhuǎn)，且能單 獨(dú)停車；③該控制線路具有短路、過載、失壓欠壓保護(hù)。

9.什么叫直接啟動？直接啟動有何優(yōu)缺點(diǎn)？在什么條件下可允許交流異步電動機(jī)直接啟動？

答：直接啟動：將電動機(jī)的定子繞組直接接入電源，在額定電壓下起動。

主要優(yōu)點(diǎn)：簡單、方便、經(jīng)濟(jì)和啟動時間短，其啟動電流對電網(wǎng)的不利影響會隨著電源容量的增加而減小。

主要缺點(diǎn)：當(dāng)電動機(jī)容量較大(大于10kw)，啟動時產(chǎn)生較大的啟動電流，會引起電網(wǎng)電壓下降。交流異步電動機(jī)直接啟動受到電源容量的限制，一般僅適用于功率在 10kw以下的電動機(jī)。

10.什么叫降壓啟動？有哪幾種方法？各有什么特點(diǎn)及適用場合？

答：降壓啟動：利用起動設(shè)備將電壓適當(dāng)降低后加到電動機(jī)的定子繞組上進(jìn)行起動，待電動機(jī)起動運(yùn)轉(zhuǎn)后，再使其電壓恢復(fù)到額定值正常運(yùn)行。降壓啟動方法： 籠型異步電動機(jī)：

(1)定子繞組中串接電阻降壓起動；特點(diǎn)：起動轉(zhuǎn)矩小，加速平滑，但電阻損耗大。場合：電動機(jī)容量不大，起動不頻繁且平穩(wěn)。

(2)Y/△降壓起動特點(diǎn)：起動轉(zhuǎn)矩小，僅為額定值的1/3；轉(zhuǎn)矩特性差(起動轉(zhuǎn)矩下降為原來的l／3)。場合：電動機(jī)正常工作時定子繞組必須△接，輕 載起動。

(3)自耦變壓器降壓起動；特點(diǎn)：起動轉(zhuǎn)矩大(60%、80%抽頭)，損耗低，但設(shè)備龐大成本高。場合：重載起動。

(4)延邊三角形降壓起動。特點(diǎn)：起動時，定子繞組接成延邊三角形，以減小起動電流，待電動機(jī)起動后，再換接成三角形，使電動機(jī)在全壓下運(yùn)行。場合：要求啟動轉(zhuǎn)矩較大的場合繞線式異步電動機(jī)：(1)轉(zhuǎn)子繞組串電阻降壓起動；特點(diǎn)：啟動前，啟動電阻全部接入電路，隨啟動過程可將電阻逐段切除。場合：不可逆軋機(jī)、起重運(yùn)輸機(jī)、高爐料車卷揚(yáng)等。

(2)轉(zhuǎn)子繞組串接頻敏變阻器降壓啟動。頻敏變阻器的特點(diǎn)是其電阻隨轉(zhuǎn)速上升而自動減小。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜，制造容易，運(yùn)行可靠，維護(hù)方便，能自動操作等。場合：無適用于大、中容量電動機(jī)的重載起動。

11.試設(shè)計按時間原則控制的三相籠型異步電動機(jī)串電抗器降壓啟動控制線路？

15.設(shè)計一個控制線路，三臺籠型異步電動機(jī)工作情況如下：M1先啟動，經(jīng)10s后M2自行啟動，運(yùn)行30s后M1停機(jī)并同時使M3自啟動，再運(yùn)行30s后全部停機(jī)？

17.什么叫反接制動？什么叫能耗制動？各有什么特點(diǎn)及適 用場合？

答：反接制動：是利用改變電動機(jī)電源的相序，使定子繞組產(chǎn)生相反方向的旋轉(zhuǎn)磁場，從而產(chǎn)生制動轉(zhuǎn)矩的一種制動方法。

特點(diǎn)：制動力強(qiáng)、停轉(zhuǎn)迅速、無需直流電源；缺點(diǎn)是制動過程沖擊大，電能消耗多 應(yīng)用場合：不經(jīng)常啟動，電動機(jī)容量不大(10KW以下)的設(shè)備。

能耗制動：即在電動機(jī)脫離三相交流電源之后，定子繞組上加一個直流電壓，即通入直流電流，利用轉(zhuǎn)子感應(yīng)電流與靜止磁場的作用已達(dá)到制動的目的。

特點(diǎn)：它比反接制動所消耗的能量小，其制動電流比反接制動時要小得多，而且制動過程平穩(wěn)，無沖擊，但能耗制動需要專用的直流電源。

應(yīng)用場合：適用于電動機(jī)容量較大和起制動頻繁的場合。

19.試設(shè)計一個按時間原則來實現(xiàn)的電動機(jī)可逆運(yùn)行能耗制動控制線路。

第二篇：大學(xué)物理第3章習(xí)題解答

第三章

剛體的定軸轉(zhuǎn)動

3-1擲鐵餅運(yùn)動員手持鐵餅轉(zhuǎn)動1.25圈后松手，此刻鐵餅的速度值達(dá)到v?25m?s。設(shè)轉(zhuǎn)動時鐵餅沿半徑為R=1.0 m的圓周運(yùn)動并且均勻加速。求:

(1)鐵餅離手時的角速度;

(2)鐵餅的角加速度;

(3)鐵餅在手中加速的時間(把鐵餅視為質(zhì)點(diǎn))。

解：（1）鐵餅離手時的角速度為

?1??v/R?25/1.0?25(rad/s)

（2）鐵餅的角加速度為

?2252????39.8(rad/s2)

2?2?2??1.25（3）鐵餅在手中加速的時間為

t?2???2?2??1.25?0.628(s)

?13-2一汽車發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速在7.0s內(nèi)由200r?min均勻地增加到300r?min?1。

(1)求在這段時間內(nèi)的初角速度和末角速度以及角加速度;

(2)求這段時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的角度和圈數(shù);

(3)發(fā)動機(jī)軸上裝有一半徑為r=0.2m的飛輪，求它的邊緣上一點(diǎn)在第7.0s末的切向加速度、法向加速度和總加速度。

解：（1）初角速度為

?0?2??200/60?20.9(rad/s)

末角速度為

??2??3000/60?314(rad/s)

角加速度為

??（2）轉(zhuǎn)過的角度為

???0t?314?20.9?41.9(rad/s2)

7.0???0??2t?20.9?314?7?1.17?103rad?186(圈)2 24（3）切向加速度為

at??R?41.9?0.2?8.38(m/s2)

法向加速度為

an??2R?3142?0.2?1.97?104(m/s2)

總加速度為

2a?at2?an?8.372?(1.97?104)2?1.97?104(m/s2)

總加速度與切向的夾角為

an1.97?104??arctan?arctan?89?59?

at8.37

3-3

如圖所示，在邊長為a的六邊形頂點(diǎn)上分別固定有質(zhì)量都是m的6個小球(小球的直徑d??a)。試求此系統(tǒng)繞下列轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動慣量。(1)設(shè)轉(zhuǎn)軸Ⅰ，Ⅱ在小球所在平面內(nèi);(2)設(shè)轉(zhuǎn)軸過A并垂直于小球所在平面。

解：（1）對軸I的轉(zhuǎn)動慣量

J1?2m[(acos60?)2?(a?acos60?)2]?m(a?2acos60?)2?9ma2

對軸II的轉(zhuǎn)動慣量

J2?4m(asin60?)2?3ma2

（2）對垂軸的轉(zhuǎn)動慣量

J3?2ma2?2m(2acos30?)2?m(2a)2?12ma2

3-4如圖有一根長為l，質(zhì)量為m的勻質(zhì)細(xì)桿，兩端各牢固地連結(jié)一個質(zhì)量為m的小球，整個系統(tǒng)可繞一過O點(diǎn)，并垂直于桿長的水平軸無摩擦地轉(zhuǎn)動，當(dāng)系統(tǒng)在水平位置時，試求:(1)系統(tǒng)所受的合外力矩;(2)系統(tǒng)對O軸的轉(zhuǎn)動慣量;(3)系統(tǒng)的角加速度。解：（1）設(shè)垂直紙面向里的方向為正，反之為負(fù)，則該系統(tǒng)對O點(diǎn)的力矩為

3331113M0?mgl?mg?l?mg?l?mg?l?mgl

4484484（2）系統(tǒng)對O點(diǎn)的總轉(zhuǎn)動慣量等于各部分對O點(diǎn)的轉(zhuǎn)動慣之和，即

J0?J1?J2?J3?J4l1ml13m3l3l?m()2?()()2?()()2?m()2

43443444372?ml48（3）由轉(zhuǎn)動定律

M?J?

可得

3mglM036g4 ????37J037lml248

3-5一轉(zhuǎn)輪以角速度?0轉(zhuǎn)動，由于軸承的摩擦力的作用，第一秒末的角速度為0.8?0，(1)若摩擦力矩恒定，求第二秒末的角速度;(2)若摩擦力矩與角速度成正比，求第二秒末的角速度。

解：（1）摩擦力矩恒定，則轉(zhuǎn)輪作勻角加速度運(yùn)動，故角加速度為

??第二秒末的角速度為

?1??0?t?(0.8-1)?0??0.2?0

?2??0??t??0?0.2?0?2?0.6?0

（2）設(shè)摩擦力矩Mr與角速度?的比例系數(shù)為?，據(jù)題設(shè)可知

Mr???,即tJd???? dt???0d?????J0dtln???t ?0J據(jù)題設(shè)t?1s時，?1?0.8?0，故可得比例系數(shù)

??Jln0.8

由此t?2s時，轉(zhuǎn)輪的角速度?2為

ln?2?2ln0.8 ?0? ?2?0.82?0?0.64?0

3-6如圖所示，飛輪的質(zhì)量為60kg，直徑為0.5m，飛輪的質(zhì)量可看成全部分布在輪外緣上，轉(zhuǎn)速為100r?min?1，假定閘瓦與飛輪之間的摩擦系數(shù)??0.4，現(xiàn)要求在5s內(nèi)使其制動，求制動力F(尺寸如習(xí)題3一6圖所示)。

解： 設(shè)飛輪與閘瓦間的壓力為N，如圖示，則二者間摩擦力fr??N，此摩擦力形成阻力矩 frR，由轉(zhuǎn)動定律

frR?J?

其中飛輪的轉(zhuǎn)動慣量J?mR，角加速度??2???0t??2?n，故得 52fr???mnR52????60?(1000/60)?0.25

5?-314(N)見圖所示，由制動桿的平衡條件可得

習(xí)題3-6圖

F(l1?l2)?N? l1=0

?N??Nfr

?得制動力

F?

frl1314?0.5??314(N)

?(l1?l2)0.4(0.5?0.75)3-7如習(xí)題3-7圖所示，兩個圓輪的半徑分別為R1和R2，質(zhì)量分別為M1和M2，二者都可視為均勻圓柱體而且同軸固結(jié)在一起，可繞水平中心軸自由轉(zhuǎn)動，今在兩輪上各繞以細(xì)繩，繩端分別掛上質(zhì)量為m1和m2的兩個物體，求在重力作用下，m2下落時輪的角加速度。解： 如圖所示，由牛頓第二定律 對m1:T1?m1g?m1a

1對m2:m2g?T2?m2a2 對整個輪，由轉(zhuǎn)動定律

1?12?T2R2?T1R1??M1R12?M2R2?? 2?2?又由運(yùn)動學(xué)關(guān)系

聯(lián)立解以上諸式，即可得

???1/R1??2/R2

(m2R2?m1R1)g 22(M1/2?m1)R1?(M2/2?m2)R2

習(xí)題3-7圖

??3-8一根均勻米尺，在60cm刻度處被釘?shù)綁ι希铱梢栽谪Q直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動，先用手使 米尺保持水平，然后釋放。求剛釋放時米尺的角加速度和米尺轉(zhuǎn)到豎直位置時的角速度各是多大? 解：設(shè)米尺的總量為m，則直尺對懸點(diǎn)的轉(zhuǎn)動慣量為

(a)

(b)

112I?m1l12?m2l2331212??m?0.42??m?0.62 35351.4?m15?0.093mM?331221mg???mg???0.1mg 5525521.4I?m 又M?I?15???M0.1mg?15??10.5(rads?2)I1.4mmghc?從水平位置擺到豎直位置的過程中機(jī)械能守恒（以水平位置為O勢能點(diǎn)）

1J?2 211.4m?2 即

mg?0.1??21.5???21

3-9如習(xí)題3-9圖所示，質(zhì)量為m的物體與繞在定滑輪上的輕繩相連，定滑輪質(zhì)量M=2m，半徑為R，轉(zhuǎn)軸光滑，設(shè)t=0時v=0，求：(1)物體的下落速度v與時間t的關(guān)系；(2)t=4s時m下落的距離;(3)繩中的張力T。

解： m視為質(zhì)點(diǎn)，M視為剛體（勻質(zhì)圓盤）。作受力分析（如圖所示）

??mg?T?ma??RT?J???a?R? ???J?12MR2（1）由方程組可解得

a?mm?M/2g?12g

物體作勻加速運(yùn)動

習(xí)題3-9圖(1)v?v10?at?2gt

（2）物體下落的距離為

x?v120t?2at?1

gt24當(dāng)t=4時

x?14g?42?4g?39.2(m)（3）繩中張力由方程組解得

T?12mg

解法2：以t=0時物體所處位置為坐標(biāo)原點(diǎn)O，以向下為x正方向.（1）由機(jī)械能守恒：

??1J?2?1mV2?mgx?22??J?1?2m2 ?2R??V??R?習(xí)題3-9圖(2)?V2?gx

兩邊就t求導(dǎo)得

2vdvdt?gv?dv?gdt2?vdv??tgdt002?v?1 2gt（2）

1?dx1gt??gt2?dt2?則dx?dx?1gtdtv?2dt??xt1 ?0dx??02gtdt1?x?gt24v?（3）?m勻加速運(yùn)動，由V?1gt以及V0?0知 21?g1?2??T?mg

2又由mg?T?ma??a?

3-10

唱機(jī)的轉(zhuǎn)盤繞著通過盤心的固定豎直軸轉(zhuǎn)動，唱片放上去后將受轉(zhuǎn)盤的摩擦力作用而隨轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(習(xí)題3-10圖)，設(shè)唱片可以看成是半徑為R的均勻圓盤，質(zhì)量為m，唱片和轉(zhuǎn)盤之間的滑動摩擦系數(shù)為?k。轉(zhuǎn)盤原來以角速度?勻速轉(zhuǎn)動，唱片剛放上去時它受到的摩擦力矩多大?唱片達(dá)到角速度?需要多長時間？在這段時間內(nèi)，轉(zhuǎn)盤保持角速度?不變，驅(qū)動力矩共做了多少功?唱片獲得了多大動能？

解： 如圖所示，唱片上一面元面積為ds?rd?dr,質(zhì)量為dm?mrd?dr/(?R),此面元受轉(zhuǎn)盤的摩擦力矩為

2dM?rdf?r?kdmg?mg?kr2d?dr/(?R2)

各質(zhì)元所受力矩方向相同，所以整個唱片受的磨擦力矩為

M?dM

R?kmg2??d??r2dr2?00?R?

?2?kmgR3

唱片在此力矩作用下做勻加速轉(zhuǎn)動，角速度從0增加到?需要時間為

t??a???1?M/?mR2??2??3R? 4?kg唱機(jī)驅(qū)動力矩做的功為

習(xí)題3-10圖

A?M????M??t?唱片獲得的動能為

1mR2?2 2Ek?11?11?J?2??mR2??2?mR2?2 22?24?

3-1l一個輕質(zhì)彈簧的勁度系數(shù)為k?2.0N?m，它一端固定，另一端通過一條細(xì)線繞過一個定滑輪和一個質(zhì)量為m1=80g的物體相連(習(xí)題3-11圖)。定滑輪可看作均勻圓盤，它的半徑r=0.05m，質(zhì)量m=100g，先用手托住物體m1，使彈簧處于其自然長度，然后松手，求物體m1下降h=0.5m時的速度多大?(忽略滑輪軸上的摩擦，并認(rèn)為繩在滑輪邊緣上不打滑)。解： 對整個系統(tǒng)用機(jī)械能守恒定律

?1111?m1gh?kh2?m1v2?J?2?0

222以J?12mr,??v/r代入上式，可解得 22m1gh?kh22?0.08?9.8?0.5?2?0.52v???1.48m/s

m1?m/20.08?0.05

3-12

如圖所示丁字形物體由兩根相互垂直且均勻的細(xì)桿構(gòu)成，OA=OB=OC=l，OC桿的質(zhì)量與AB桿的質(zhì)量均為m，可繞通過O點(diǎn)的垂直于物體所在平面的水平軸無摩擦地轉(zhuǎn)動。開始時用手托住C使丁字形物體靜止(OC桿水平)，釋放后求:(1)釋放瞬間丁字形物體的角加速度;(2)轉(zhuǎn)過90時的角加速度、角動量、轉(zhuǎn)動動能。解：（1）丁字桿對垂直軸O的轉(zhuǎn)動慣量為 ?112J0?JOC?JOAB?ml2?m(2l)2?ml2

3123對軸O的力矩M0?1mgl，故由M?J?可得釋手瞬間丁字桿的角加速度 2??M0133g?mgl?? J022ml24l（2）轉(zhuǎn)過90?角后，知矩M??0,則???0。由機(jī)械能守恒知

l1mg?J0?222此時角動量

???mgl J031

L?J0??mglJ0?ml轉(zhuǎn)動動能為

2gl 3Ek?11J0?2?mgl 22

3-13如圖所示，一飛輪質(zhì)量為洲。，半徑為R以角速度"旋轉(zhuǎn)。某一瞬間，有質(zhì)量為m的小碎片從飛輪邊緣飛出，求:(1)剩余部分的轉(zhuǎn)動慣量;(2)剩余部分的角速度。

??解：（1）利用填補(bǔ)法，將小碎片填入缺口，此時為均勻圓盤對O軸的轉(zhuǎn)動慣量J0挖去小碎片，相應(yīng)減少J1?mR2，故剩余部分對O的轉(zhuǎn)動慣量為

1m0R2，2??J1?J0?J0（2）碎片飛離前后，其角動量守恒

1m0R2?mR2 211m0R2??(m0R2?mR2)?1?mR2?1 22??1??故剩余部分的角速度與原來的角速度相等。

3-14一轉(zhuǎn)臺繞豎直固定軸轉(zhuǎn)動。每轉(zhuǎn)一周所需時間為t=10s，轉(zhuǎn)臺對軸的轉(zhuǎn)動慣量為J=1200kg?m。一質(zhì)量為m=80kg的人，開始時站在轉(zhuǎn)臺的中心，隨后沿半徑向外跑去，當(dāng)人離轉(zhuǎn)臺中心r=2m時轉(zhuǎn)臺的角速度是多大? 解： 由于轉(zhuǎn)臺和人系統(tǒng)未受到沿軸方向外力矩，所以系統(tǒng)的角動量守恒，即 2J?1?(J?Mr2)?2

由此可得轉(zhuǎn)臺后來的角速度為

?2?J12002?????0.496(rad/s)1J?Mr21200?80?2210

103-15哈雷彗星繞太陽運(yùn)動的軌道是一個橢圓，它的近日點(diǎn)距離為8.75?10m，速率是5.46?104m?s?1，遠(yuǎn)日點(diǎn)的速率是9.08?102m?s?1，求它的遠(yuǎn)日點(diǎn)的距離。

解： 慧星在有心力場中運(yùn)動，角動量守恒。設(shè)其質(zhì)量為M，近日點(diǎn)速率為V1，與太陽之距r1;遠(yuǎn)日點(diǎn)速率為V2，與太陽之距r2，則有

MV1r1?MV2r2

? V15.46?1041012r2?r1??8.75?10?5.26?10(m)2V29.08?103-16宇宙飛船中有三個宇航員繞著船艙內(nèi)壁按同一方向跑動以產(chǎn)生人造重力。

(1)如果想使人造重力等于他們在地面上時受的自然重力，那么他們跑動的速率應(yīng)多大？設(shè)他們的質(zhì)心運(yùn)動的半徑為2.5m，人體當(dāng)質(zhì)點(diǎn)處理。

(2)如果飛船最初未動，當(dāng)宇航員按上面速率跑動時，飛船將以多大角速度旋轉(zhuǎn)?設(shè)每個宇航員的質(zhì)量為70kg，飛船體對于其縱軸的轉(zhuǎn)動慣量為3?105kg?m2。

(3)要便飛船轉(zhuǎn)過30，宇航員需要跑幾圈? 解：（1）由于v2/r?g ?v?gr?9.8?2.5?4.95(m/s)

（2）由飛船和宇航員系統(tǒng)角動量守恒可得

3mvR?J??0

由此得飛船角速度為

??3mvR3?70?4.95?2.5?3??8.67?10(rad/s)5J3?10（3）飛船轉(zhuǎn)過30?用的時間t??/(6?)，宇航員對飛船的角速度為??v/R，在時間t內(nèi)跑過的圈數(shù)為

n?(??v/R)t/(2?)??1v(1?)12?R14.95?(1?)?19(圈)128.67?10?3?2.5

3-17把太陽當(dāng)成均勻球體，計算太陽的角動量。太陽的角動量是太陽系總角動量的百分

30之幾?(太陽質(zhì)量為1.99?10kg，半徑為6.96?10m，自轉(zhuǎn)周期為25d，太陽系總角動量

8為3.2?10J?s)解： 太陽自轉(zhuǎn)周期按25d計算，太陽的自轉(zhuǎn)角動量為 432JS?mR2?522???1.99?1030?(6.96?108)2? 525?86400?1.1?1042(kg?m2/s)

此角動量占太陽系總角動量的百分?jǐn)?shù)為

0.11?1043?3.3% 43(0.11?3.2)?10

3-18一質(zhì)量為m的小球系于輕繩一端。放置在光滑的水平面上，繩子穿過平面中一小孔，開始時小球以速率v1作圓周運(yùn)動，圓的半徑為r1，然后向下慢慢地拉繩使其半徑變?yōu)閞2，求:(1)此時小球的角速度;(2)在拉下過程中拉力所做的功。

解：（1）由于外力沿轉(zhuǎn)動中心O，故外力矩恒為零，質(zhì)點(diǎn)的角動量守恒，即

mV1r1?mV2r2mV1r1?mr2?故小球作半徑r2的圓周運(yùn)動的角速度為

??（2）拉力F做功為

r1V 21r22?211m??r1?22???A??F?ds?mV2?mV?1?V1 1??222??r2?????

3-19如習(xí)題3-19圖所示，剛體由長為l，質(zhì)量為m的勻質(zhì)細(xì)桿和一質(zhì)量為m的小球牢固連結(jié)在桿的一端而成，可繞過桿的另一端O點(diǎn)的水平軸轉(zhuǎn)動。先將桿拉至水平然后讓其自由轉(zhuǎn)下，若軸處摩擦可以忽略。求:(1)剛體繞O軸的轉(zhuǎn)動慣量;(2)當(dāng)桿與豎直線成?角時，剛體的角速度?。解：（1）

J?J桿?J球1242 2?ml?ml?ml33（2）在轉(zhuǎn)動過程中無耗散力，系統(tǒng)機(jī)械能守恒，設(shè)初始時刻重力勢能為零，有

0?1lJ?2?mg(cos?)?mg(lcos?)22解得：

??3gcos? 2l3-20一長l=0.4m的均勻木棒，質(zhì)量M=1.0kg，可繞水平軸O在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，開始時棒自然地豎直懸垂(習(xí)題3-20圖)。今有質(zhì)量m=8g的子彈以v=200m?s的速率從A點(diǎn)射人棒

?1 34 中，假定A點(diǎn)與O點(diǎn)的距離為34l，求:(1)棒開始運(yùn)動時的角速度;(2)棒的最大偏轉(zhuǎn)角。

解：（1）子彈射入木棒中為完全非彈性碰撞，角動量守恒：

mv34l????m??3?4l?2?12???3Ml??

???解得

??mv??3?4m?49M???l?8?10?3?200??3?4?8?10?3?4?9???0.4

8?10?3??20049?0.4?9(rad?s?1)（2）上擺過程機(jī)械能守恒

1J?2l32?Mg2(1?cos?)?mg4l(1?cos?)即

1?19?22?M2??3M?16m??l????2?34m???(1?cos?)lg

?m??M，上式可近似為

12?13Ml2?2?M2(1?cos?)lg

cos??(1?l?2解得

3g)??0.073

cos??0即?為第二象限的角度，本題中即棒向上擺可超水平位置（90?）。由于cos?1(0.073)?85?6?

? 棒的最大擺角約為

??85?6??94?52?

第三篇：第4章 諧振功率放大器習(xí)題參考解答

第4章 諧振功率放大器習(xí)題參考解答

1為什么諧振功率放大器能工作于丙類，而電阻性負(fù)載功率放大器不能工作于丙類？

解：兩種放大器最根本的不同點(diǎn)是：低頻功率放大器的工作頻率低，但相對頻帶寬度卻很寬，因而只能采用無調(diào)諧負(fù)載，工作狀態(tài)只能限于甲類、甲乙類至乙類（限于推挽電路），以免信號嚴(yán)重失真；而高頻功率放大器的工作頻率高，但相對頻帶寬度窄，因而可以采用選頻網(wǎng)絡(luò)作為負(fù)載，可以在丙類工作狀態(tài)，由選頻網(wǎng)絡(luò)濾波，避免了輸出信號的失真。

2一諧振功率放大器，若選擇甲、乙、丙三種不同工作狀態(tài)下的集電極效率分別為：?c甲＝50％，?c乙＝75％，?c丙＝85％。試求：

（1）當(dāng)輸出功率Po=5W時，三種不同工作狀態(tài)下的集電極耗散功率PC各為多少？

（2）若保持晶體管的集電極耗散功率PC＝1W時，求三種不同工作狀態(tài)下的輸出功率Po各為多少？

解：通過本題的演算，能具體了解集電極效率對集電極耗散功率和輸出功率的影響。（1）根據(jù)集電極效率ηc的定義

?c?可得

PoPo ?PDPo?Pc1??cPc??cPo

將ηc甲、ηc乙、ηc丙分別代入上式可得

Pc甲＝Po＝5W，Pc乙＝0.33Po＝1.65W，Pc丙＝0.176Po＝0.88W可看出ηPc就越小。

（2）從Pc的表達(dá)式可以推導(dǎo)出

c

越高，相應(yīng)的Po??cPc 1??c將ηc甲、ηc乙、ηc丙分別代入上式得

Po甲＝Pc＝1W，Po乙＝3Pc＝3W，Po丙＝5.67Pc＝5.67W可見，在Pc相同時，效率越高，輸出功率就越大。

4某一晶體管諧振功率放大器，設(shè)已知VCC=24V，IC0＝250mA，Po＝5W，電壓利用系數(shù)ξ＝1。試求PD、ηc、Rp、Icm1、電流通角θc。

解： PD?VCCIC0??24?0.25?W?6W

?c?Po5??0.833?83.3% PD6

Vcm??VCC?1?24V?24V

Icm1?2Po2?5?A?0.417A 2Vcm24Icm1417??1.67 IC0250

g1??c??4-9

高頻大功率晶體管3DA4參數(shù)為fT＝100MHz，β＝20，集電極最大允許耗散功率PCM＝20W，飽和臨界線跨導(dǎo)gcr＝0.8A／V，用它做成2MHz的諧振功率放大器，選定VCC＝24V，θc＝70°，iCmax＝2.2A，并工作于臨界狀態(tài)。試計算Rp、Po、Pc、ηc與PD。

解： 由iC?gcr?CE，當(dāng)?CE??CEmin時，iC?iCmax，因此得

?CEmin?iCmax2.2A??2.75V gcr0.8AV

Vcm＝VCC－υCE min＝（24－2.75）V＝21.25V

Icm1＝iCmaxα1（θc）＝（2.2×0.436）A＝0.96A

［α1（70°）＝0.436］

Po?11Icm1Vcm??0.96A???21.25V??10.2W 2IC0＝iCmaxα0（θc）＝（2.2×0.253）A＝0.557A

［α1（70°）＝0.253］

PD＝VCCIC0＝（24V）×（0.557A）＝13.36W

?c?Po10.2??0.763?76.3% PD13.36Vcm21.25V??22.1? Icm10.96A

Pc＝PD－Po＝（13.36－10.2）W＝3.16W＜PCM

（安全工作）

Rp?4-1

1題圖4-11所示為末級諧振功率放大器原理電路，工作于臨界狀態(tài)。圖中C2為耦合電容，輸出諧振回路由管子輸出電容、L1、L2和C1組成，外接負(fù)載天線的等效阻抗近似為電阻。將天線短路，開路（短時間），試分別分析電路工作狀態(tài)如何變化？晶體管工作是否安全？

解：天線開路時，回路的品質(zhì)因數(shù)增大，導(dǎo)致Rp急劇增加，結(jié)果是Vcm增大使功率管工作于強(qiáng)過壓狀態(tài)。在強(qiáng)過壓狀態(tài)下，Vcm有可能大于VCC，結(jié)果使υCEmax＞V（BR）CEO，功率管被擊穿。

天線短路時，回路嚴(yán)重失諧（呈感性），且阻抗Zp＜＜Rp，使功率管工作于欠壓狀態(tài)，Pc增 大，很可能導(dǎo)致Pc＞PCM，功率管燒壞。

4-12 一諧振功率放大器，設(shè)計在臨界工作狀態(tài)，經(jīng)測試得輸出功率Po僅為設(shè)計值的 60％，而IC0卻略大于設(shè)計值。試問該放大器處于何種工作狀態(tài)？分析產(chǎn)生這種狀態(tài)的原因。

解：Rp小，導(dǎo)致放大器進(jìn)入欠壓狀態(tài)。原因是放大器由臨界狀態(tài)進(jìn)入欠壓狀態(tài)時，集電極電流脈沖高度增大，導(dǎo)致IC0和Iclm略有增大，但Vcm因Rp而減小，結(jié)果是Po減小，PD增大，ηc減小。

4-21 根據(jù)題圖4-21所示的諧振功率放大器原理電路，按下列要求畫出它的實用電路。（1）兩級放大器共用一個電源；（2）T2管的集電極采用并饋電路，基極采用自給偏置電路；（3）T1管的集電極采用串饋電路，基極采用分壓式偏置電路。

解： 根據(jù)題意要求畫出的電路如題圖4-21（b）所示。圖中，兩級共用一個電源。電源線必須串接電源濾波網(wǎng)絡(luò)RC1、CC1、LC1、CC2。T2管基極接高頻扼流圈Lb，提供直流通路，并利用扼流圈的直流電阻產(chǎn)生自給偏壓。T2管集電極接高頻扼流圈Lc2，組成并饋電路。在L2和L3的接點(diǎn)上并接電容C3，構(gòu)成T型匹配濾波網(wǎng)絡(luò)。

第四篇：第4章習(xí)題解答(高頻)

第4章習(xí)題參考解答

1為什么諧振功率放大器能工作于丙類，而電阻性負(fù)載功率放大器不能工作于丙類？

解：兩種放大器最根本的不同點(diǎn)是：低頻功率放大器的工作頻率低，但相對頻帶寬度卻很寬，因而只能采用無調(diào)諧負(fù)載，工作狀態(tài)只能限于甲類、甲乙類至乙類（限于推挽電路），以免信號嚴(yán)重失真；而高頻功率放大器的工作頻率高，但相對頻帶寬度窄，因而可以采用選頻網(wǎng)絡(luò)作為負(fù)載，可以在丙類工作狀態(tài)，由選頻網(wǎng)絡(luò)濾波，避免了輸出信號的失真。

2一諧振功率放大器，若選擇甲、乙、丙三種不同工作狀態(tài)下的集電極效率分別為：?c甲＝50％，?c乙＝75％，?c丙＝85％。試求：

（1）當(dāng)輸出功率Po=5W時，三種不同工作狀態(tài)下的集電極耗散功率PC各為多少？

（2）若保持晶體管的集電極耗散功率PC＝1W時，求三種不同工作狀態(tài)下的輸出功率Po各為多少？

解：通過本題的演算，能具體了解集電極效率對集電極耗散功率和輸出功率的影響。（1）根據(jù)集電極效率ηc的定義

?c?可得

PoPo ?PDPo?Pc1??cPc??cPo

將ηc甲、ηc乙、ηc丙分別代入上式可得

Pc甲＝Po＝5W，Pc乙＝0.33Po＝1.65W，Pc丙＝0.176Po＝0.88W可看出ηPc就越小。

（2）從Pc的表達(dá)式可以推導(dǎo)出

c

越高，相應(yīng)的Po??cPc 1??c將ηc甲、ηc乙、ηc丙分別代入上式得

Po甲＝Pc＝1W，Po乙＝3Pc＝3W，Po丙＝5.67Pc＝5.67W可見，在Pc相同時，效率越高，輸出功率就越大。

4某一晶體管諧振功率放大器，設(shè)已知VCC=24V，IC0＝250mA，Po＝5W，電壓利用系數(shù)ξ＝1。試求PD、ηc、Rp、Icm1、電流通角θc（用折線法）。

解： PD?VCCIC0??24?0.25?W?6W

?c?Po5??0.833?83.3% PD6

Vcm??VCC?1?24V?24V

Icm1?2Po2?5?A?0.417A 2Vcm24Icm1417??1.67 IC0250

g1??c??查原書附錄4.1，得出此時的θc＝78°

5在題圖4-5中：

（1）當(dāng)電源電壓為VCC（圖中的C點(diǎn)）時，動

態(tài)特性曲線為什么不是從υCE＝VCC的C 點(diǎn)畫起，而是從Q畫起？

（2）當(dāng)θc為多少時，才從C點(diǎn)畫起？

（3）電流脈沖是從B點(diǎn)才開始發(fā)生的，在BQ這段區(qū)間并沒有電流，為何此時有電壓降BC存在？物理意義是什么？

解：（1）由于放大器工作于丙類，θc＜90°，因此從Q點(diǎn)畫起。（2）當(dāng)θc＝90°時，才從C點(diǎn)畫起。

（3）BC這段電壓是由諧振回路的濾波作用，所產(chǎn)生的基波電壓。因此BC段雖然沒有電流，但仍然有電壓降。它的物理意義是諧振回路的儲能作用。

4-9

高頻大功率晶體管3DA4參數(shù)為fT＝100MHz，β＝20，集電極最大允許耗散功率PCM＝20W，飽和臨界線跨導(dǎo)gcr＝0.8A／V，用它做成2MHz的諧振功率放大器，選定VCC＝24V，θc＝70°，iCmax＝2.2A，并工作于臨界狀態(tài)。試計算Rp、Po、Pc、ηc與PD。

解： 由iC?gcr?CE，當(dāng)?CE??CEmin時，iC?iCmax，因此得

?CEmin?iCmax2.2A??2.75V gcr0.8AV

Vcm＝VCC－υCE min＝（24－2.75）V＝21.25V

Icm1＝iCmaxα1（θc）＝（2.2×0.436）A＝0.96A

［α1（70°）＝0.436］

Po?11Icm1Vcm??0.96A???21.25V??10.2W 2IC0＝iCmaxα0（θc）＝（2.2×0.253）A＝0.557A

［α1（70°）＝0.253］

PD＝VCCIC0＝（24V）×（0.557A）＝13.36W

?c?Po10.2??0.763?76.3% PD13.36Vcm21.25V??22.1? Icm10.96A

Pc＝PD－Po＝（13.36－10.2）W＝3.16W＜PCM

（安全工作）

Rp?4-10 放大器工作于臨界狀態(tài)，根據(jù)理想化負(fù)載特性曲線，求出當(dāng)Rp（1）增加一倍，（2）減小一半時，Po如何變化？

2121Vcm解：（1）

Po?Icm1Rp?

22RP由負(fù)載特性可見，當(dāng)Rp增加一倍時，放大器由臨界轉(zhuǎn)入過壓狀態(tài)，Vcm幾乎不變，Po約下降一半。

（2）當(dāng)Rp減小一半時，放大器將由臨界轉(zhuǎn)入欠壓狀態(tài)，Icm1幾乎不變，Po也將約下降一半。

4-1

1題圖4-11所示為末級諧振功率放大器原理電路，工作于臨界狀態(tài)。圖中C2為耦合電容，輸出諧振回路由管子輸出電容、L1、L2和C1組成，外接負(fù)載天線的等效阻抗近似為電阻。將天線短路，開路（短時間），試分別分析電路工作狀態(tài)如何變化？晶體管工作是否安全？

解：天線開路時，回路的品質(zhì)因數(shù)增大，導(dǎo)致Rp急劇增加，結(jié)果是Vcm增大使功率管工作于強(qiáng)過壓狀態(tài)。在強(qiáng)過壓狀態(tài)下，Vcm有可能大于VCC，結(jié)果使υCEmax＞V（BR）CEO，功率管被擊穿。

天線短路時，回路嚴(yán)重失諧（呈感性），且阻抗Zp＜＜Rp，使功率管工作于欠壓狀態(tài)，Pc增大，很可能導(dǎo)致Pc＞PCM，功率管燒壞。

4-12 一諧振功率放大器，設(shè)計在臨界工作狀態(tài)，經(jīng)測試得輸出功率Po僅為設(shè)計值的 60％，而IC0卻略大于設(shè)計值。試問該放大器處于何種工作狀態(tài)？分析產(chǎn)生這種狀態(tài)的原因。

解：Rp小，導(dǎo)致放大器進(jìn)入欠壓狀態(tài)。原因是放大器由臨界狀態(tài)進(jìn)入欠壓狀態(tài)時，集電極電流脈沖高度增大，導(dǎo)致IC0和Iclm略有增大，但Vcm因Rp而減小，結(jié)果是Po減小，PD增大，ηc減小。

4-21 根據(jù)題圖4-21所示的諧振功率放大器原理電路，按下列要求畫出它的實用電路。（1）兩級放大器共用一個電源；（2）T2管的集電極采用并饋電路，基極采用自給偏置電路；（3）T1管的集電極采用串饋電路，基極采用分壓式偏置電路。

解： 根據(jù)題意要求畫出的電路如題圖4-21（b）所示。圖中，兩級共用一個電源。電源線必須串接電源濾波網(wǎng)絡(luò)RC1、CC1、LC1、CC2。T2管基極接高頻扼流圈Lb，提供直流通 路，并利用扼流圈的直流電阻產(chǎn)生自給偏壓。T2管集電極接高頻扼流圈Lc2，組成并饋電路。在L2和L3的接點(diǎn)上并接電容C3，構(gòu)成T型匹配濾波網(wǎng)絡(luò)。

4-2

2題圖4-22所示為132～140MHz的3W調(diào)頻發(fā)射機(jī)末級、末前級原理電路，兩級均為共發(fā)射極放大器，圖中有多處錯誤，試改正。

解： 目的：改正諧振功放電路的錯誤，以熟悉諧振功放電路的組成。

題圖4-22電路有如下錯誤：

（1）第一級電路不是共發(fā)電路，不合題設(shè)要求；

（2）T1管基極和輸入回路之間無隔直電容，造成T1管基極對地直流短路，無法提供所需偏置。

（3）T2基極電阻R4上無旁路電容，減弱了自給偏置效應(yīng)；

（4）電流表上無旁路電容，導(dǎo)致交流信號流過電流表，既影響電流表的準(zhǔn)確度，又消耗交流信號能量。

（5）T2管集電極上電容C5將直流電源隔斷，應(yīng)去除。改正電路如題圖4-22（b）所示。

第五篇：C#習(xí)題第19_21章(含答案)

第十九章 數(shù)據(jù)庫訪問技術(shù)

一、選擇題

1．為了向DataSet中的數(shù)據(jù)表填充數(shù)據(jù)，應(yīng)該調(diào)用： A)SqlDataAdapter.Update方法

B)SqlDataAdapter.Fill方法

C)DataSet.Update方法

D)DataSet.Fill方法 2．使用SqlCommand對象的哪個方法可以執(zhí)行某SQL查詢命令，并將結(jié)果以SqlDataReader形式返回。

A)ExecuteScalar B)ExecuteNonQuery

C)ExecuteReader

D)ExecuteXMLReader 3．在ADO.NET中，為訪問DataTable對象從數(shù)據(jù)源提取的數(shù)據(jù)行?？墒褂肈ataTable對象的 屬性。

A)Rows

B)Columns

C)Constraints D)DataSet 4．為了在程序中使用DataSet類定義數(shù)據(jù)集對象，應(yīng)在文件開始處添加對命名空間_______的引用。

A)System.IO B)System.Utils C)System.Data D)System.DataBase 5.ADO.NET 使用_______命名空間的類訪問SQL Server 數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)。

A)System.Data.OleDb B)System.Data.SqlClient C)System.Xml.Serialization D)System.IO 6.在Visual Studio.NET窗口中，（）窗口提供了連接到本地或遠(yuǎn)程計算機(jī)上數(shù)據(jù)庫并進(jìn)行管理的功能。

A)工具箱

B)資源試圖

C)解決方案資源管理器

D)服務(wù)器資源管理器

二、簡答題

1..net中讀寫SQL Server數(shù)據(jù)庫需要用到哪些類？這些類都起什么作用？請詳細(xì)寫明。2.在.net（C# or vb.net）中，Appplication.Exit 和 Form.Close有什么不同？ 3.什么是GUI？

4.根據(jù)自己的編程經(jīng)驗，請說明開發(fā)一個Windows窗體應(yīng)用程序的步驟。5.Program.cs文件在Windows窗體應(yīng)用程序項目中的作用。6.什么是MDI窗體？

7.要使用SQL Server數(shù)據(jù)庫，需要在程序中導(dǎo)入什么命名空間？ 8.什么是DataSet？什么是DataAdapter？兩者之間有何聯(lián)系？ 9.FormClosing事件有何作用？ 10.什么是ClickOnce技術(shù)？

三、程序分析題

1.請寫出窗體間切換的代碼。

重點(diǎn)！2.請書寫一用戶登錄程序。要求操作數(shù)據(jù)庫。

3.請編寫數(shù)據(jù)添加、更新、刪除等操作程序。

第二十一章 ASP.NET編程初步

一、選擇題

1．在編寫ASP.NET 頁面時，若希望在每次頁面載入時執(zhí)行某個操作，則應(yīng)將相應(yīng)代碼寫入 _______事件處理程序中。A)頁面的Load B)頁面的init C)頁面的PreRender D)頁面的Disposed 消息 2．在萬維網(wǎng)中，向其他計算機(jī)提供服務(wù)的計算機(jī)稱為 A)服務(wù)器 B)客戶機(jī)

C)終端機(jī)

D)路由器

二、簡答題

1.靜態(tài)網(wǎng)頁和動態(tài)網(wǎng)頁各有什么特點(diǎn)？ 2.什么是HTML和XML？

3.當(dāng)前流行的動態(tài)網(wǎng)頁技術(shù)有哪三種？ 4.什么是IIS？

5.Session對象有何作用？

6.web.config文件有何用途？該文件使用什么語言書寫的？

三、程序分析題

1.請編寫數(shù)據(jù)錄入、查詢、更新、刪除等相關(guān)程序。

第十九章 數(shù)據(jù)庫訪問技術(shù) 參考答案

一、選擇題

1.B 2.C 3.A

4.C 5.B 6.D

第二十一章 ASP.NET2.0 參考答案

一、選擇題 1.A

2.A