01習(xí)題祥解 電路課后習(xí)題.doc

1 第1章習(xí)題解答 1-1 直流電源的內(nèi)阻為1.0當(dāng)輸出電流為A100時(shí)的端電壓為V220。 1求電源的電動(dòng)勢(shì) 2求負(fù)載的電阻值。 解1電路如解題圖1所示根據(jù)電路有載工作 狀態(tài)時(shí)的全電路歐姆定律 L0RREI 則 UIRIRIRE0L0 上式中由于電流I在負(fù)載電阻RL上產(chǎn)生的電壓降 即為電源路端電壓U電源電動(dòng)勢(shì)E為 V2302201001.0E 2再根據(jù)路端電壓U的關(guān)系式部分電路歐姆定律 IRUL 那么 2.2100220IURL 1-2 某電源的開路電壓為1.6 V短路電流為500 mA。求電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。 解當(dāng)電源電路在開路時(shí)電路如解題圖2a 所示根據(jù)全電路歐姆定律和I 0電動(dòng)勢(shì)電壓 V6.1UUIRE000 當(dāng)電源電路短路時(shí)電路如解題圖2b所示根據(jù)全電路歐姆定律和U 0 則 IRUIRE00 那么電源的內(nèi)阻 2.35.06.1IER0 1-3 一只額定電壓為V220功率為100W的白熾燈在額定狀態(tài)下工作時(shí)的電阻和電流各為多少 解根據(jù)功率表達(dá)式 IUE0RLR解題圖1 0I0UE0R解題圖2aSIUE0R解題圖2b 2 UIIRP2L 則此時(shí)流過(guò)白熾燈的電流和白熾燈中的電阻分別為 A45.0220100UPI 48445.0100IPR22L 1-4 阻值為1000電阻器其額定功率是1W該電阻器的額定電流和電壓是多少 解根據(jù)額定功率表達(dá)式 NN2NNNIUIRP 則該電阻器的額定電流和額定電壓分別為 mA6.31A0316.0001.010001RPINNN V6.310316.01IPUNNN 1-5 有一直流電源其額定功率PN 200W額定電壓UN 50V內(nèi)阻R0 0.5負(fù)載電阻R可以調(diào)節(jié)其電路如圖1-15所示。試求 1額定工作狀態(tài)下的電流及負(fù)載電阻 2開路狀態(tài)下的電源端電壓 3電源短路狀態(tài)下的電流。 解1電路如解題圖3所示當(dāng)S閉合時(shí)根據(jù) 額定功率表達(dá)式 NNNIUP 則 A450200UPINNN 又根據(jù)額定電壓表達(dá)式 NNNIRU 那么 5.12450IURNNN 2根據(jù)全電路歐姆定律和開路狀態(tài)下電源端電壓等于電動(dòng)勢(shì)電壓所以 V5245.050IRUEUN0N0 3電源電路短路時(shí)負(fù)載電阻為零則短路電流為 A1045.052REI0S IUE0RLR解題圖3S 3 1-6 一只110V、8W的指示燈現(xiàn)在要接在380V的電源上問(wèn)要串聯(lián)多大阻值的電阻該電阻應(yīng)選用多大瓦數(shù)的 解此時(shí)的電源電壓比指示燈的額定電壓高出了270V必須采用串聯(lián)電阻分壓的方法 將高出的電壓全部降在分壓電阻上否則指示燈將被燒毀同時(shí)還要考慮電阻的耗散功率否則電阻將被燒毀。 根據(jù)功率表達(dá)式和歐姆定律可知選用的串聯(lián)電阻的阻值和耗散功率應(yīng)分別為 A073.01108UPINNN k7.33699073.0110380R W20073.02703699073.0IURIP2NRN2 1-7 在題圖1-7中五個(gè)元件代表電源或負(fù)載。電流和電壓的參考方向如圖中所示通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量得知 V30UV80UV60UV90UV140UA10IA6IA4I54321321 1試標(biāo)出各電流的實(shí)際方向和電壓的實(shí)際極性 2判斷那些元件是電源那些是負(fù)載 3計(jì)算各元件的功率電源發(fā)出的功率和負(fù)載取用的功率是否平衡 解1各元件電流的實(shí)際方向和各元件電壓的實(shí)際極性如解題圖4所示。 2根據(jù)U和I的實(shí)際方向來(lái)判定當(dāng)U和I的實(shí)際方向相反時(shí)即為電源注意U的實(shí)際方向指的是電位降落的方向即從正極指向負(fù)極否則為負(fù)載。據(jù)此元件1和元件2為電源其余的全為負(fù)載。 3根據(jù)解題圖4計(jì)算各元件的功率分別為 W5604140IUP111 W540690IUP222 W6001060IUP333 W320480IUP144 12345題題1-71I2I3I1U3U2U4U5U 123451I2I3I1U3U2U4U5U解題圖4 4 W180630IUP255 根據(jù)功率平衡的關(guān)系帶有負(fù)號(hào)的功率之和應(yīng)和帶有正號(hào)的功率之和相等即得 W1100180320600540560 上式表明電源發(fā)出的功率和負(fù)載取用的功率是平衡的注意此法也是驗(yàn)證解題結(jié)果正確與否的方法之一。 1-8 試求題圖1-8所示電路中A點(diǎn)、B點(diǎn)和C點(diǎn)的電位。 解參照解題圖5可知四個(gè)電阻上的電壓降均由電流I所產(chǎn)生電流的參考方向如圖所示其大小為 A5.06030201020102050I 根據(jù)某點(diǎn)的電位即該點(diǎn)與參考點(diǎn)之間的電壓令參考點(diǎn)VD 0 則電位VA、VB和VC分別為 V45505.01050I10VVVDAA V35I2020I1050I10I20VVVDBB V10I20VVVDCC 1-9 試求題圖1-9所示電路中A點(diǎn)的電位。 解參照解題圖6該電路圖上半部分的電路為一閉合電路可產(chǎn)生電流I因此在1和2電阻上均產(chǎn)生電壓降而電路圖下半部分的電路不閉合故4電阻上無(wú)電壓降。那么該電路中的電流和電位VA分別為 A1213I 2020V20V501010ABCD題題1-8 A12V3V64題題1-9 2020V20V501010ABCD解題圖5I A12V3V64I解題圖6 5 V56I236I1VA 1-10 求題圖1-10所示電路中A點(diǎn)和B點(diǎn)的電位。如將A、B兩點(diǎn)直接連接或接一個(gè)電阻對(duì)電路工作有無(wú)影響 解根據(jù)題圖1-10所示該電路有兩個(gè)獨(dú)立 的回路共用一個(gè)參考點(diǎn)判定A、B兩點(diǎn)連接 后對(duì)原有電路的工作有無(wú)影響即有無(wú)電流流過(guò)的依據(jù)首先要確定VA和VB的電位是否相等 兩點(diǎn)電位分別為 V816444VV8208128VBA 由于兩點(diǎn)電位相等所以A、B點(diǎn)連接后對(duì)電路工作無(wú)影響。 1-11 在題圖1-11中在開關(guān)S斷開和閉合的兩種情況下試求A點(diǎn)的電位。 解在開關(guān)S斷開時(shí)電路如解題圖7a所示根據(jù)電位差和電壓的關(guān)系 即 I1020V123A 則 V84.584.1712109.262420121039.3201212102012I102012V3333A 在開關(guān)S閉合時(shí)電路如解題圖7b所示此時(shí)電路中的12V和12V兩個(gè)電源將分別獨(dú)立作用一個(gè)回路VA就是3.9k電阻上的電壓降即 V96.1109.3109.32012V33A Ak20V12Sk3k9.3V12題題1-11 V61V2012484AB題題1-10 Ak20V12Sk3k9.3V12解題圖7aI Ak20V12Sk3k9.3V12解題圖7bI 6 1-12 計(jì)算題圖1-12所示兩電路中a、b 間的等效電阻abR。 解圖a 24/422/436364444/43/64/4/4Rab 注上式中的符號(hào)“/”表示電阻并聯(lián)符號(hào)“”表示電阻串聯(lián)在計(jì)算串、并聯(lián)等效電阻時(shí)應(yīng)遵循先并聯(lián)、后串聯(lián)、括號(hào)運(yùn)算優(yōu)先的原則。 圖b 12/23/3/32/2/2Rab 1-13 在題圖1-13中R1 R2 R3 R4 300R5 600試求開關(guān)S斷開和閉合時(shí)a和b之間的等效電阻。 解當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)a、b之間的等效電阻 200600/600/600RR/RR/RR42315ab 當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)a、b之間的等效電阻 200300/600300/300300/300/600R/RR/R/RR43215ab 1-14 題圖1-14所示的是直流電動(dòng)機(jī)的一種調(diào)速電阻它由四個(gè)固定電阻串聯(lián)而成。利用幾個(gè)開關(guān)的閉合或斷開可以得到多種電阻值。設(shè)四個(gè)電阻都是1試求在下列三種情況下ab兩點(diǎn)間的電阻值1S1和S5閉合其它斷開2S2S3和S5閉合其它斷開3S1S3和S4閉合其它斷開。 ab題題1-12446354abab333222 1R2R3R4R5RSab題題1-13 7 解1當(dāng)S1和S5閉合其它開關(guān)斷開時(shí)電路如解題圖8a所示a、b間的等效電阻 3111RRRR321ab 2當(dāng)R2、R3和R5閉合其它開關(guān)斷開時(shí)電路如解題圖8b所示等效電路如解題圖8c所示a、b之間的等效電阻 33.11/1/11R/R/RRR4321ab 3當(dāng)開關(guān)S1、S3和S4閉合其它開關(guān)斷開時(shí)電路如解題圖8d所示其等效電路如解題圖8f所示a、b之間的等效電阻 5.01/1R/RR41ab 1-15 題圖1-15所示是一衰減電路共有四檔。當(dāng)輸入電壓U1 16 V時(shí)試計(jì)算各檔輸出電壓U2 。 ab1S2S3S4S5S1R2R3R4R題題1-14 ab1S5S1R2R3R4R 解題圖8a ab1R2R3R4R 解題圖8c ab2S3S5S1R2R3R4R 解題圖8b ab1S3S4S1R2R3R4R 解題圖8d ab1R2R3R4R 解題圖8f 8 解當(dāng)電路連接a檔時(shí)如解題圖9a所示輸出電壓等于輸入電壓即 V16UU12 當(dāng)電路連接b檔時(shí)如解題圖9b所示輸出電壓為16V的分壓即 V6.110116455/5.545/5.545455/5.545/5.5UU12 當(dāng)電路連接c檔時(shí)如題圖1-9所示輸出電壓為1.6V的分壓即 V16.01016.14555.5454555.56.1U2 當(dāng)電路連接d檔時(shí)如解題圖9c所示輸出電壓為0.16V的分壓即 V016.010116.0545516.0U2 1-16 題圖1-16所示的是由電位器組成的分壓電路電位器的電阻RP 270兩邊的串聯(lián)電阻R1 350R2 550。設(shè)輸入電壓U1 12 V試求輸出電壓U2的變化范圍。 1U2U5.55.50.5454545abcd題1-15題 1U2U5.55.50.5454545abcd解題圖9a 1U2U5.55.50.5454545abcd解題圖9c 1U2U5.55.50.5454545abcd解題圖9b 9 解當(dāng)電位器的滑動(dòng)觸點(diǎn)置于電位器RP的最下端時(shí)輸出 電壓U2應(yīng)該是電阻R2上的壓降即 V64.512550270350550URRRRU12P122 當(dāng)電位器的滑動(dòng)觸點(diǎn)置于電位器RP的最上端時(shí)輸出 電壓U2應(yīng)該是電阻RPR2上的壓降即 V41.812550270350550270URRRRRU12P12P2 因此該分壓電路輸出電壓U2的變化范圍應(yīng)該是5.64V 8.41V。 1-17 試用兩個(gè)6 V的直流電源、兩個(gè)1k的電阻和一個(gè)