第5章习题解答
第5章 相平衡习题解答
⑵ 图中，组成为 xB=0.800 的液相的泡点： t 110.2 C ； ⑶ 图中，组成为 yB =0.800 的气相的露点： t 112.8 C ； ⑷ 求 105℃时气-液平衡两相的组成： xB 0.417 ， yB 0.544 ；
xB
1
xA
0.541
p pA pB 54.22 0.459 136.12 0.541 98.53kPa
yA
pA pA pB
54.22 0.541
0.2526
54.22 0.459 136.12 0.541
yB
pB pA pB
136.12 0.459
0.7474
54.22 0.459 136.12 0.541
答: ⑴ p=98.54kPa，yB=0.7476；⑵ p=80.40kPa，xB=0.3197； ⑶ yB=0.6825，xB=0.4613，nB(l)=1.709mol，nB(g)=3.022mol 5-7 在 101.325kPa 下，水(A) -醋酸(B)系统的气-液平衡数据如下：
t/℃
100
100 92 0.45
2.415
mB (2.415 100 / 92) 18 23.91kg
第五章 相平衡习题解答
5-1 指出下列平衡系统中的物种数 S、组分数 C、相数 P 和自由度数 f。 ⑴ C2H5OH 与水的溶液； ⑵ I2(s)与 I2(g)成平衡； ⑶ NH4HS(s)与任意量的 H2S(g)及 NH3(g)达到平衡； ⑷ NH4HS(s)放入抽空的容器中分解达平衡； ⑸ CaCO3(s)与其分解产物 CaO(s)和 CO2(g)成平衡； ⑹ CHCl3 溶于水中、水溶于 CHCl3 中的部分互溶系统及其蒸气达到相平衡。 解：（1）物种数 S=2，组分数 C=2、相数 P=1，自由度数 f=C-P+2=3；
第5章感应电机习题与解答
C ；D 。
答A
6.★三相异步电动机气隙增大，其他条件不变，则空载电流（ ）。
A 增大 ； B 减小 ；
C 不变 ； D 不能确定。
答A
7.三相感应电动机等效电路中的附加电阻 上所消耗的电功率应等于（）：
A输出功率 ；B输入功率 ；
C电磁功率 ；D总机械功率 。
答D
8.与普通三相感应电动机相比，深槽、双笼型三相感应电动机正常工作时，性能差一些，主要是（）。
答A
12.★设计在 电源上运行的三相感应电动机现改为在电压相同频率为 的电网上，其电动机的（）。
A 减小， 减小， 增大；B 减小， 增大， 减小；
C 减小， 减小， 减小；D 增大， 增大， 增大。
答C
13.一台绕线式感应电动机，在恒定负载下，以转差率 运行，当转子边串入电阻 ,测得转差率将为（）（ 已折算到定子边）。
。
答1，
4.★感应电动机起动时，转差率 ，此时转子电流 的值， ,主磁通比，正常运行时要 ，因此起动转矩 。
答 1，很大，很小，小一些，不大
5.★一台三相八极感应电动机的电网频率 ，空载运行时转速为735转/分，此时转差率为，转子电势的频率为。当转差率为0.04时，转子的转速为，转子的电势频率为。
答0.02， ， ，
6.三相感应电动机空载时运行时，电机内损耗包括，，，和，电动机空载输入功率 与这些损耗相平衡。
答定子铜耗，定子铁耗，机械损耗，附加损耗
7.三相感应电机转速为 ，定子旋转磁场的转速为 ，当 时为运行状态；当 时为运行状态；当 与 反向时为运行状态。
答电动机，发电机，电磁制动
8.增加绕线式异步电动机起动转矩方法有 ，。
Ａ４极， ； Ｂ６极， ；
第5章思考题和习题解答
第五章 电气设备的选择5-1 电气设备选择的一般原则是什么?答：电气设备的选择应遵循以下3项原则：(1) 按工作环境及正常工作条件选择电气设备a 根据电气装置所处的位置,使用环境和工作条件,选择电气设备型号；b 按工作电压选择电气设备的额定电压；c 按最大负荷电流选择电气设备和额定电流。
(2) 按短路条件校验电气设备的动稳定和热稳定 (3) 开关电器断流能力校验5-2 高压断路器如何选择？ 答：（1）根据使用环境和安装条件来选择设备的型号。
（2）在正常条件下，按电气设备的额定电压应不低于其所在线路的额定电压选择额定电压，电气设备的额定电流应不小于实际通过它的最大负荷电流选择额定电流。
（3）动稳定校验(3)max shi i ≥ 式中，(3)sh i 为冲击电流有效值，max i 为电气设备的额定峰值电流。
（4）热稳定校验2(3)2th th ima I t I t ∞≥式中，th I 为电气设备在th t 内允许通过的短时耐热电流有效值；th t 为电气设备的短时耐热时间。
（5）开关电器流能力校验对具有分断能力的高压开关设备需校验其分断能力。
设备的额定短路分断电流不小于安装地点最大三相短路电流，即(3).max cs K I I ≥5-3跌落式熔断器如何校验其断流能力?答：跌落式熔断器需校验分断能力上下限值,应使被保护线路的三相短路的冲击电流小于其上限值,而两相短路电流大于其下限值。
5-4电压互感器为什么不校验动稳定，而电流互感器却要校验？答：电压互感器的一、二次侧均有熔断器保护，所以不需要校验短路动稳定和热稳定。
而电流互感器没有。
5-5 电流互感器按哪些条件选择？变比又如何选择？二次绕组的负荷怎样计算？ 答：(1）电流互感器按型号、额定电压、变比、准确度选择。
( 2）电流互感器一次侧额定电流有20，30，40，50，75，100，150，200，400，600，800，1000，1200，1500，2000（A ）等多种规格，二次侧额定电流均为5A ，一般情况下，计量用的电流互感器变比的选择应使其一次额定电流不小于线路中的计算电流。
第5章 相平衡习题解答
5-5 根据下面给出的 I2 的数据，绘制相图。（已知： s l ）
三相点
临界点
熔点
t/℃
113
512
114
p/kPa
12.159
11754
101.325
解：碘的相图如下：
答：t=84℃
沸点 184 101.325
解：（1）由表中的数据，绘制水(A) -醋酸(B)系统的温度-组成图如下：
⑵ 图中，组成为 xB=0.800 的液相的泡点： t 110.2 C ； ⑶ 图中，组成为 yB =0.800 的气相的露点： t 112.8 C ； ⑷ 求 105℃时气-液平衡两相的组成： xB 0.417 ， yB 0.544 ；
答：⑴ S=2，C=2，P=1，f=2； ⑵ S=1，C=1，P=2，f=1； ⑶ S=3，C=3，P=2，f=2； ⑷ S=3，C=1，P=2，f=1； ⑸ S=3，C=2，P=2，f=2； ⑹ S=2，C=2，P=3，f=1
5-2 试求下列平衡系统的组分数 C 和自由度数 f 各是多少？ ⑴ 过量的 MgCO3(s)在密闭抽空容器中，温度一定时，分解为 MgO(s)和 CO2(g)； ⑵ H2O(g)分解为 H2(g) 和 O2(g)； ⑶ 将 SO3(g)加热到部分分解； ⑷ 将 SO3(g)和 O2(g)的混合气体加热到部分 SO3(g)分解。 解：（1）物种数 S=3，组分数 C=2、相数 P=3，自由度数 f*=C-P+1=0；
所以，压力降到 98.53kPa 时，开始产生气相，此气相的组成 yB=0.7474；
（2）当气相组成： yB 0.541时，
yB
第5章振动和波动习题解答
第5章 振动和波动5-1 一个弹簧振子 m=：0.5kg , k=50N ；'m ，振幅 A = 0.04m ，求 (1) 振动的角频率、最大速度和最大加速度；(2) 振子对平衡位置的位移为 x = 0.02m 时的瞬时速度、加速度和回复力; (3) 以速度具有正的最大值的时刻为计时起点，写出振动方程。
频率、周期和初相。
A=0.04(m) 二 0.7(rad/s) 二-0.3(rad)⑷10.11(Hz) T 8.98(s)2 n、5-3证明：如图所示的振动系统的振动频率为1 R +k 2式中k 1,k 2分别为两个弹簧的劲度系数，m 为物体的质量V max 二 A =10 0.04 = 0.4(m/s) a max 二 2A =102 0.04 =4(m/s 2) ⑵设 x =Acos(，t ：；；■『)，贝Ud x vA sin(，t 「)dtd 2xa一 dt 2--2Acos(「t 亠 ^ ) - - 2x当 x=0.02m 时，COS (；：, t :忙)=1/ 2, sin( t 「)= _、一3/2，所以 v ==0.2、.3 ==0.346(m/s) 2a = -2(m/s )F 二 ma = -1(N)n(3)作旋转矢量图，可知：2x =0. 0 4 c o st(1 0)25-2弹簧振子的运动方程为 x =0.04cos(0.7t -0.3)(SI)，写出此简谐振动的振幅、角频率、严...U ・」|1岛解：以平衡位置为坐标原点，水平向右为 x 轴正方向。
设物体处在平衡位置时，弹簧 1的伸长量为Xg ,弹簧2的伸长量为x 20，则应有_ k ] X ]0 ■木2乂20 = 0当物体运动到平衡位置的位移为 X 处时，弹簧1的伸长量就为x 10 X ，弹簧2的伸长量就为X 20 -X ，所以物体所受的合外力为F - -k i (X io X )k 2(X 20 -x)- -(匕 k 2)x2d x (k i k 2)dt 2 m上式表明此振动系统的振动为简谐振动，且振动的圆频率为5-4如图所示，U 形管直径为d ,管内水银质量为 m ,密度为p 现使水银面作无阻尼 自由振动，求振动周期。
第5章习题解答
如果按指令执行周期结束（25μs）响应DMA请求，必然会 造成数据丢失；因此必须按每个机器周期结束响应DMA 请 求的方案。
解：打印机的打印动作只受打印机本身控制， 与CPU 无关，因此打印机正在打印时，虽然 有优先级别更高的磁盘请求中断，打印机也 不会停止打印。而如果CPU 正在执行打印机 的中断服务程序，即打印机正在接收数据， 此时若磁盘请求中断，CPU 就要中断正在运 行的打印机中断服务程序。
5.33 试从下面7个方面比较程序查询、程 序中断和DMA三种方式的综合性能。
程序查询方式 中断方式
DMA 方式
软件
软件
硬件
字
字
数据块
串行
宏观并行，微观串行
CPU主动查询
主动/被动
慢 最经济
最慢 经济
中低速实时处理设备 中低速I/5.19 在程序中断方式中，磁盘申请中断的优先权高于 打印机。当打印机正在进行打印时，磁盘申请中断，试 问是否要将打印机输出停下来，等磁盘操作结束后，打 印机输出才能继续进行？为什么？
例5.32 设磁盘存储器转速为3000 转/分，分8 个扇区，每扇区 存储1K 字节，主存与磁盘存储器传送的宽度为16 位。假设一 条指令最长执行时间是25μs ，是否可采用一条指令执行结束时 响应DMA 请求的方案，为什么？若不行，应采取什么方案？
解： 磁盘的数据传输速率=每一磁道容量×转速 = 1×8×50×3000/60
作业
❖ 5.2、5.10、 5.12、5.13、 ❖ 5.18、 5.29、5.32、5.33 ❖ 思考题 5.25
第5章 刚体的定轴转动 习题解答
对飞轮，由转动定律，有 式中负号表示摩擦力的力矩方向与角速度 方向相反。
联立解得
以 F 100 N 等代入上式，得
Fr R 2 (l1 l2 ) F J mRl1
5-1
第 5 章 刚体的定轴转动
2 0.40 (0.50 0.75) 40 100 rad s 2 60 0.25 0.50 3 t
由以上诸式求得角加速度
(2)
Rm1 rm2 g I m1 R 2 m2 r 2 0.2 2 0.1 2
1 1 10 0.202 4 0.102 2 0.202 2 0.102 2 2
9.8 6.13 rad s 2
T2 m2 r m2 g 2 0.10 6.13 2 9.8 20.8N T1 m1 g m1 R 2 9.8 2 0.2. 6.13 17.1N v 2a1h 2 Rh 2 6.13 0.2 2 2.21 m s 1
M M f J 1
t1
。移去力矩 M 后，根据转动定律，有
M f J 2
2
联立解得此转轮的转动惯量
0 t2
J
M 20 17.36 kg m 2 1 1 1 100 2 1 60 10 100 t1 t2
v0
6(2 3 3m M l J l 1M (1 2 ) (1 ) 2 ml 2 3m 12 m
(2) 由①式求得相碰时小球受到的冲量为：
I Fdt mv mv mv0
负号说明所受冲量的方向与初速度方向相反。
概率论习题解答（第5章）
概率论习题解答（第5章）第5章习题答案三、解答题1. 设随机变量X 1，X 2，…，X n 独⽴同分布，且X ～P (λ)，∑==ni i X n X 11，试利⽤契⽐谢夫不等式估计}2|{|λλ<-X P 的下界。
解：因为X ～P (λ)，∑∑===?===n i i n i i n nX E n X n E X E 111)(1)1()(λλλλn n nX D n X n D X D n i i n i i 11)(1)1()(2121====∑∑==由契⽐谢夫不等式可得nn X P 4114/1}2|{|-=-≥<-λλλλ 2. 设E (X ) = – 1，E (Y ) = 1，D (X ) = 1，D (Y ) = 9，ρ XY = – 0.5，试根据契⽐谢夫不等式估计P {|X + Y | ≥ 3}的上界。
解：由题知()()()Y X Y X E E E +=+=()11+-=0Cov ()Y X ,=()()Y D X D xy ??ρ=()915.0??-= -1.5()()()()()75.1291,2=-?++=++=+Y X Cov Y D X D Y X D所以{}{}97303≤≥-+P =≥+)(Y X Y X P 3. 据以往经验，某种电器元件的寿命服从均值为100⼩时的指数分布．现随机地取16只，设它们的寿命是相互独⽴的．求这16只元件的寿命的总和⼤于1920⼩时的概率．解：设i 个元件寿命为X i ⼩时，i = 1 ,2 , ...... , 16 ，则X 1 ，X 2 ，... ，X 16独⽴同分布，且 E (X i ) =100，D (X i ) =10000，i = 1 ,2 , ...... , 16 ，4161161106.1)(,1600)(?==∑∑==i i i i D E X X ，由独⽴同分布的中⼼极限定理可知：∑=16i iX近似服从N ( 1600 , 1.6?10000)，所以>∑=1920161i i X P =≤-∑=19201161i i X P ???-≤?--=∑=16000016001920100006.116001161i i X P()8.01Φ-==1- 0.7881= 0.21194. 某商店负责供应某地区1000⼈商品，某种商品在⼀段时间内每⼈需要⽤⼀件的概率为0.6，假定在这⼀时间段各⼈购买与否彼此⽆关，问商店应预备多少件这种商品，才能以99.7%的概率保证不会脱销（假定该商品在某⼀时间段内每⼈最多可以买⼀件）．解：设商店应预备n 件这种商品，这⼀时间段内同时间购买此商品的⼈数为X ，则X ~ B （1000，0.6），则E (X ) = 600，D (X ) = 240，根据题意应确定最⼩的n ，使P {X ≤n }= 99.7%成⽴. 则P {X ≤n })75.2(997.0)240600(240600240600ΦΦP ==-≈-≤-=n n X 所以6.64260024075.2=+?=n ，取n =643。
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第5章 半导体二极管及直流稳压电源习 题 45.1 电路如图5.1所示，1k ΩR =，测得D5VU=，试问二极管VD 是否良好（设外电路无虚焊）？解：内部PN 结或电极已开路，D 已损坏。
5.2 电路如图5.2所示。
已知直流电源的端电压5V U =，测得1mA I =，若将直流电源的电压U 提高到10V ，试问这时的I 是等于、大于还是小于2mA ？解：由于二极管是非线性元件，当U 增大时，I 将大于2mA5.2图5.1 习题5.1电路图 图5.2 习题5.2电路图5.3 分析判断图5.3所示各电路中二极管是导通还是截止，并计算电压ab U ，设图中的二极管都是理想的。
解：（a ）断开VD ，U D =5+5=10V>0，V D 导通 ，ab5VU =-；（b ）断开V D ，D2151V23U =-⨯=-+ ，VD 截止 ab252V23U =⨯=+；（c ）断开VD 1 VD 2，D1D212V,5127VU U ==-+=，所以V D 优先导通，D15V U =-，VD 2截止，U ab =0V ；(d) ）断开VD 1 VD 2，D1D212V,12517VU U ==+=所以 VD 2优先导通，D15V U =- VD 1截止，ab 5VU =-图5.3 习题5.3电路图5.4 一个无标记的二极管，分别用a 和b 表示其两只引脚，利用模拟万用表测量其电阻。
当红表笔接a ，黑表笔接b 时，测得电阻值为500Ω。
当红表笔接b ，黑表笔接a 时，测得电阻值为100k Ω。
问哪一端是二极管阳极?解：b 端是阳极5.5 用指针式万用表的不同量程测同一只二极管的正向电阻值，其测试结果不一样，为什么？解：因为二极管的正向特性是非线性的，外加不同电压，直流电阻不同，万用表量程不同，加在二极管上的电压不同。
5.6 二极管电路如图5.4(a)所示，设输入电压i ()u t 波形如图5.4(b)所示，在05ms t <<的时间间隔内，试绘出输出电压o ()u t 的波形，设二极管是理想的。
图5.4 习题5.6电路图解：i ()2tu t =，断开V D ，D 6i u u =-，当Du>时，VD 导通，即3s t>，60.2630.20.2i o u u t-=⨯+=++当Du<时，V D 截止，即3s t<，6V o u =()o u tt/ms5.7电路如图5.5所示，二极管导通电压D (on)U 约为0.7V ，试分别估算开关断开和闭合时输出电压O U 的数值。
图5.5 习题5.7电路图解：S 断开：断开V D ，D5VU =。
所以V D 导通，o50.7 4.3VU =-=S 闭合：断开V D ，D5127VU =-=-，所以V D 截止，o12VU =5.8图5.6所示电路中的二极管为理想的，试画出输出电压o u 的波形。
设i6sin (V )u t ω=。
图5.6 习题5.8电路图解：（a ）断开VD ，D 27V iu u =-=-o o 0,VD 2V ,0,VD 2V ,2Vi ii u u u u u >>=⎧⎨<>=⎩导通，即截止，即(a)o /u（b ）断开V D 1 VD 2，D1D24,3i i u u u u =-=-所以3Viu >时，D10u <，D20u > VD 1截止，VD 2导通，o3Vu =4V 3V i u -<<时，D10u <，D20u < VD 1 、V D 2均截止，o i u u =4V i u <-时，D10u >，D20u < VD 1导通，V D 2截止，o4Vu =-(b)o /u5.9在图5.4.2（a ）所示电路中，已知输出电压平均值o (AV )9VU =，负载100LR =Ω。
（1）输入电压的有效值为多少？（2）设电网电压波动范围为10%±。
选择二极管时，其最大整流平均电流I F 和最高反向工作电压U R 的下限值约为多少？ 解：半波整流，O(AV)I 20(V )0.45U U ==，O(AV)O(AV)L90(mA )U I R ==D o(AV)90(mA )I I ==，F D 1.199(mA)I I ==R I 1.131.1(V )U =⨯=5.10在图5.7所示的电路中，电源i100sin (V )u t ω=，1L R K =Ω，二极管为是理想二极管。
求：（1）R L 两端的电压平均值；（2）流过R L 的电流平均值；（3）选择二极管时，其最大整流平均电流I F 和最高反向工作电压U R 为多少？图5.7 习题5.10电路图解：全波整流，O(AV)i 0.90.963.6(V )U U ==⨯=，O(AV)O(AV)L63.6(mA )U I R ==F D(AV)O(AV)131.82(mA )2I I I ===R I 100(V )U ==5.11 全波整流电路如图5.8所示，21222sin u u tω=-=，变压器和二极管均为理想元器件。
（1）画出输出电流oi 、输出电压o u 和二极管电压D u 的波形；（2）设2U 为已知，求直流分量o(AV)U、o(AV )I 和二极管的平均电流D (AV )I 、承受的反向电压峰值D (R M )U 。
图5.8 习题5.11电路图解：O(AV)20.9U U =，2O (AV )L0.9U I R =⨯2D(AV)O(AV)L10.452U I I R ==R 2U =ou i 2U 2U 2U5.12 在桥式整流电容滤波电路中，已知120LR =Ω，o (AV )30VU =，交流电源频率50Hzf =。
选择整流二极管，并确定滤波电容的容量和耐压值。
解：O(AV)I25(V )1.2U U ==，D(RM )I 38.9(V )U ==F D(AV)D(AV)1301.1 1.1 1.1137.5(mA )22120I I I =⨯=⨯⨯=⨯=⨯L 1420.04250T R C s =⨯=⨯=，0.040.04333.3μF120LC R ===5.13 已知稳压管的稳压值6VZU =，稳定电流的最小值m in4m AZ I =。
求图5.9所示电路中1O U 和2O U 。
+-1o+-2o U )(a )(b图5.9 习题5.13电路图解：（a ）断开Dz ，L DZ Z L108(V )R U U R R =⨯=>+假设D Z稳压，Z Zmin 10835()ZZ LU U I mA I R R -=-=-=>，所以DZ处于稳压状态，O16(V)U =（b ））断开Dz ，LDZ Z L105(V )R U U R R =⨯=<+所以D Z 处于截止状态，O25(V)U =5.14 图5.10中各电路的稳压管V D Z1和V D Z2的稳定电压值分别为8V 和12V ，稳压管正向导通电压U DZ=0.7V ，最小稳定电流是5mA 。
试判断VD Z1和V D Z2的工作状态并求各个电路的输出电压ab U 。
图5.10 习题5.14电路图解：（a ）假设VD z1处于反向击穿状态，V D z2正向导通，Z408.715.65(mA )5(mA )2I -==>所以VD z1处于稳压状态，V D z2处于正向导通状态ab8.7(V)U =（b ））假设VD z1处于反向击穿状态，V D z2处于反向截止Z 40816(mA )5(mA )2I -==>所以VD z1处于稳压状态，V D z2处于反向截止状态ab8(V)U =5.15 在图5.11中，i 16sin (V )u t ω=，所有稳压管均为特性相同的硅稳压管，且稳定电压U Z =8V 。
试画出o1u 和o2u 的波形。
图5.11 习题5.15电路图解：（a ）断开VD Z ，Dzi u u =Z o1Z o1Z o18V , V D ,8V -0.7V 8V ,V D =0.7V ,V D -0.7V i i ii u u u u u u u >=⎧⎪<<⎨⎪<-=⎩反向击穿处于稳压状态，（）反向截止，正向导通，（）8o1/Vu（b ）8.7V i u >时，， VD Z1导通，V D Z2稳压，o28.7Vu =8.7V 8.7V i u -<<时， VD Z1 、VD Z2均截止，o2i u u =8.7Vi u <-时，， V D Z1截止，VD Z2导通，o8.7Vu=-o2/Vu5.16 在下面几种情况下，可选用什么型号的三端集成稳压器？ （1）U o = + 12V ，R L 最小值为15Ω； （2）U o = + 6V ，最大负载电流I Lmax = 300mA; （3）U o = －15V ，输出电流范围I o 为10~80mA 。
解：（1）12800(mA )15oI ==，所以选7812（2）选78M06 （3）选78L155.17 电路如图5.12所示，三端集成稳压器静态电流I W = 6mA, R w 为电位器，为了得到10V 的输出电压，试问应将R'W 调到多大？图5.12 习题5.17电路图解：''23o 23W W W 15()5(+6)R =10V0.3U U U I R R =++⨯=+⨯所以'W 220()R =Ω5.18 利用W7805获得输出电压可调的稳压电源如图5.13所示，试求输出电压oU的表达式，并计算它的可调范围。
解：'4p 3p 4oR R U U R R R ++=⨯++，1o 2312R UU U R R -=-⨯+得：3P 41O23''123PR R R R U U R R R R ++=⨯++，所以 3P 41O m ax2331222.5(V )R R R R U U R R R ++=⨯=+3P 41O m in 233P125.625(V )R R R R U U R R R R ++=⨯=++图5.13 习题5.18电路图5.19 电路如图5.14所示：（1）求电路负载电流O I 的表达式；（2）设输入电压为I24VU =，W7805输入端和输出端间的电压最小值为3V ，OIWI ，50R =Ω。
求出电路负载电阻L R 的最大值。
L图5.14 习题5.19电路图解：23OW U I I R=+，23O O L 23(243)16(V )L U U I R R U R=≈⨯≤--=所以L160()R ≤Ω5.20 已知三端可调式集成稳压器W117的基准电压REF U =1.25V ，调整端电流W I =50μ A ，用它组成的稳压电路如图5.15所示。