電路分析基礎(chǔ)試題庫十套綜合匯編及詳解答案

I組織教學(xué) 起立、清點(diǎn)人數(shù)向各位同學(xué)致以新春的問好，同時(shí)祝賀同學(xué)們新的一年，新春快樂，學(xué)習(xí)進(jìn)步，事事順心。向全班同學(xué)自我介紹，并留下相關(guān)聯(lián)系方式。 1本門課教師的要求（1）要求同學(xué)們要按時(shí)上課，按時(shí)下課，課堂上不得擾亂課堂秩序。（2）作業(yè)每周教一次，并認(rèn)真完成（3）考試成績構(gòu)成：平時(shí)成績平時(shí)占40期末占60，平時(shí)成績作業(yè)占20，表現(xiàn)及考勤占20如果課堂上因?yàn)檫`紀(jì)被點(diǎn)名一次扣1分，直到扣完為止。作業(yè)缺一次扣一分直到扣完為止。2希望同學(xué)們有問題主動(dòng)和任課教師交流II復(fù)舊引新：1高中和初中物理中有關(guān)的電路知識III授新課：（第一次課）第1章 電路的基本概念和基本定律本章介紹電路模型，電路的基本物理量、基本定律和基本元件，以及電路模型的應(yīng)用實(shí)例。通過本章的學(xué)習(xí)，了解實(shí)際電路的功能和特點(diǎn)，電路模型的概念和意義，實(shí)際電路與電路模型內(nèi)在的聯(lián)系和區(qū)別。電流和電壓參考方向是電路分析中最基本的概念，基爾霍夫電流定律和電壓定律是電路理論的基石，應(yīng)熟練掌握和運(yùn)用。要理解和掌握電路基本元件的定義和元件方程與參考方向的關(guān)系，以及功率和能量的計(jì)算。學(xué)習(xí)電路理論應(yīng)注重與實(shí)際應(yīng)用的結(jié)合。 1.1 電路與電路模型 1.1.1 電路1、電路的構(gòu)成（1）電源：提供電能的裝置（2）負(fù)載：消耗電能的裝置（3）中間環(huán)節(jié)：用來連接電源和負(fù)載，起傳遞和控制電能的作用。如下圖：2、電路的分類及作用 （1）電力電路：實(shí)現(xiàn)電能傳輸和轉(zhuǎn)換功能的電路（2）信號電路：實(shí)現(xiàn)信號的傳遞和處理功能的電路實(shí)際上在同一電路中又可能將同時(shí)包含這兩種電路，比如電視機(jī)112電路模型：圖1-3 電路模型圖通過模型化的方法研究客觀世界是人類認(rèn)識自然的一個(gè)基本方法。為了能對模型進(jìn)行定量分析研究，通常是將實(shí)際條件理想化、具體事物抽象化、復(fù)雜系統(tǒng)簡單化。建立起來的模型應(yīng)能反映事物的基本特征，以便對實(shí)際事物本質(zhì)的了解。+-UsR研究電路問題也不例外的采用模型化的方法。113有關(guān)電路的一些名詞 支路、節(jié)點(diǎn)、串聯(lián)、并聯(lián)、回路、網(wǎng)孔12電路中的主要物理量1.2.1電流及其參考方向1、電流（1）定義（2）表達(dá)式（3）電流的方向電流的實(shí)際方向規(guī)定為正電荷運(yùn)動(dòng)的方向。 電流的參考方向假定正電荷運(yùn)動(dòng)的方向。122電壓、電位、電動(dòng)勢及其參考方向1、電壓（1）電壓的定義：電壓即電路中兩點(diǎn)之間的電位差， 用u表示。即將單位正電荷由 a點(diǎn)移至b點(diǎn)電場力所做的功或能量w，稱為a、b兩點(diǎn)間的電壓u，可描述為 （1-2） 若設(shè)無窮遠(yuǎn)點(diǎn)為參考點(diǎn)，將單位正電荷分別從a點(diǎn)和b點(diǎn)移至參考點(diǎn)，電場力所做的功分別稱為a點(diǎn)電位（記為ua）和b點(diǎn)電位（記為ub），a、b兩點(diǎn)之間的電壓（記為uab）等于a、b兩點(diǎn)的電位差，即 （1-3） 當(dāng)電壓的大小和方向不隨時(shí)間變化時(shí)，稱為直流（恒定）電壓，通常用大寫字母U表示。若功的單位為焦耳（J），電荷的單位為庫侖（C），則電壓的單位為伏特（V）。 電壓的實(shí)際方向電位真正降低的方向。 電壓的參考方向即為假設(shè)的電位降低的方向。 （2）在電流和電壓參考方向相關(guān)聯(lián)的條件下，可得如下判斷：當(dāng)p大于零時(shí)，表明該元件是吸收（消耗）功率；當(dāng)p小于零時(shí)，表明該元件是發(fā)出功率（或吸收負(fù)功率）。若電流和電壓參考方向非關(guān)聯(lián)時(shí)，如圖1-8(b)所示，則利用式（1-5）計(jì)算功率時(shí)要加負(fù)號：p = -ui。關(guān)聯(lián)參考方向電流的流向是從電壓的“+”極流 向 “-”極；反之為非關(guān)聯(lián)參考方向。2、電位：（1）電位與電位參考點(diǎn)電路中a點(diǎn)與參考點(diǎn)o之間的電壓稱為該點(diǎn)的電位電位參考點(diǎn)：（2）電位與電壓的關(guān)系3、電動(dòng)勢1.2.3電功率物理上定義，單位時(shí)間所做的功稱為功率p，數(shù)學(xué)上的描述為 （1-4）當(dāng)時(shí)間的單位為秒（s），功的單位為焦耳（J）時(shí)，功率的單位為瓦特（W）。設(shè)元件中的電流和電壓參考方向相關(guān)聯(lián)，如圖1-8(a)所示，應(yīng)用式（1-1）和式（1-2）,可將式（1-4）改寫為 （1-5）上式表明，電路元件所吸收的電功率等于元件中的電壓和電流的乘積，當(dāng)電壓和電流的單位分別取伏特（V）和安培（A）時(shí)，功率的單位為瓦特（W）。 例1-1 各元件電流和電壓參考方向如圖1-9所示。已知U1 = 3 V，U2 = 5 V，U3 = U4 = -2 V，I1 = -I2 = -2 A，I3 = 1 A，I4 = 3 A。試求各元件的功率，并指出是吸收功率還是發(fā)出功率，整個(gè)電路的總功率是否滿足能量守恒定律00小結(jié)：本堂課學(xué)習(xí)的內(nèi)容作業(yè)：1、課堂上集體作業(yè)1.11.21.31.4 2課后作業(yè):1.5/1.6/1.7/1.8/1.9/1.11教學(xué)后記:I組織教學(xué) 1、起立、清點(diǎn)人數(shù)，對上一堂課遲到和曠課的同學(xué)提出告戒2、提醒上堂課做得不夠好的同學(xué)，進(jìn)一步鼓勵(lì)同學(xué)們認(rèn)真學(xué)習(xí)II復(fù)舊引新：1、電路的有關(guān)知識2、電路中的主要物理量III授新課：上一堂課我們學(xué)習(xí)了電路中有關(guān)電壓的知識，我們知道作為電路的必要組成部件，還有電阻，電容電感，今天我們就將學(xué)習(xí)的內(nèi)容是電阻無件13電阻元件n 電阻是電路中阻止電流流動(dòng)和表示能量損耗大小的參數(shù)。n 電阻元件是用來模擬電能損耗或電能轉(zhuǎn)換為熱能等其他形式能量的理想元件。電阻元件習(xí)慣上也簡稱為電阻，故，“電阻”一詞有兩種含義，應(yīng)注意區(qū)別。n 從元件特性上可分為線性、非線性、時(shí)不變和時(shí)變電阻；從功率的發(fā)出或吸收角度，可分為有源和無源電阻；從端接點(diǎn)數(shù)上講，又可分為二端電阻和多端電阻。若一個(gè)二端元件在任一時(shí)刻其端電壓u和流經(jīng)的電流i二者之間的關(guān)系，可由u-i平面上的一條曲線來確定，則此二端元件稱為二端電阻元件。該曲線稱為電阻的伏安特性曲線，它反映了電阻的電壓與電流的關(guān)系（Voltage Current Relation，簡稱VCR）。 例如：線性電阻的伏安特性曲線是u-i平面上一條通過原點(diǎn)的直線，電阻值的大小與直線的斜率成正比。直線的斜率隨時(shí)間變化時(shí)稱為線性時(shí)變電阻，否則稱為線性時(shí)不變電阻（簡稱線性電阻或電阻）。圖1-12示出了線性電阻的伏安特性曲線及元件的符號。由特性曲線可知，線性電阻是雙向元件。設(shè)電流和電壓參考方向相關(guān)聯(lián)，線性時(shí)不變電阻的VCR約束方程由歐姆定律決定 ，或 （1-10）式中，電阻R是與電流和電壓大小無關(guān)的常數(shù)，當(dāng)電流單位為安培（A），電壓單位為伏特（V）時(shí)，電阻的基本單位為歐姆（W）；電導(dǎo)G是電阻的倒數(shù)，即 。電導(dǎo)的基本單位為西門子（S）。由電功率的定義及歐姆定律可知，電阻吸收的功率為 （1-11）這表明正電阻總是吸收（消耗）功率的，稱為無源元件。所謂“有源元件”是指元件可向外部電路提供大于零且無限長時(shí)間的平均功率的一類元件。14電感元件圖1-17示出了線性電感元件的特性曲線和元件符號（設(shè)磁通與電流方向符合右手螺旋法則）。其數(shù)學(xué)關(guān)系為 （1-17）當(dāng)磁通鏈的單位為韋伯（Wb），電流的單位為安培（A）時(shí)，電感的單位為亨（H）。如同電阻、電容一樣，“電感”一詞既表示元件，又表示元件參數(shù)大小的度量。如上所述，隨時(shí)間變化的磁場將產(chǎn)生電壓，設(shè)電感電壓和電流的參考方向相關(guān)聯(lián)，則有式由式（1-18）可知，電感電壓與電流的關(guān)系還可表達(dá)為積分關(guān)系，即 （1-19）式中， ， 是電感電流的初始值。此式說明，任意時(shí)刻t的電感電流不僅取決于0, t間的電壓波形，而且還取決于（-，0）間的電壓，即零時(shí)刻電感電流的初值。這一性質(zhì)與電容相似，所以，電感也是“記憶元件” 在電感電流與電壓參考方向關(guān)聯(lián)時(shí)，電感吸收的功率為 （1-20）則在t1，t2區(qū)間內(nèi)電感中儲(chǔ)存的磁場能量為 （1-21）15電容元件n 電容是儲(chǔ)存電場能量或儲(chǔ)存電荷能力的度量。n 電容元件是用來模擬一類能夠儲(chǔ)存電場能量的理想元件模型。n 實(shí)際電容器，簡單地講，是由兩片平行導(dǎo)體極板，其間填充絕緣介質(zhì)而構(gòu)成的儲(chǔ)存電場能量的器件。圖1-14所示為幾種實(shí)際電容器。 一個(gè)二端元件在任一時(shí)刻，其上電荷q與兩端電壓u之間的關(guān)系可由q-u平面上的一條不隨時(shí)間變化，且通過零點(diǎn)的直線來確定，則此二端元件稱為線性時(shí)不變電容元件，簡稱電容C，其特性曲線及符號如圖1-15所示。按圖中的參考方向可得電容元件的特性方程式中，參數(shù)C與直線的斜率成正比。當(dāng)電荷單位為庫侖，電壓單位為伏特時(shí)，電容的單位為法拉（F ）圖1-15 線性電容特性曲線及符號 在電路理論中，更多的是討論元件電壓與電流的關(guān)系（VCR）。由 ，并考慮到式（1-12），則有 （1-13）式（1-13）表明，電容的電流與其端電壓的變化率成正比，與其電壓的數(shù)值大小無關(guān)。讀者可自行分析在電容電壓隨時(shí)間的變化率分別等于零、有限值和無限值這三種情況下電容電流和電壓的對應(yīng)關(guān)系。由式（1-13）可得 （1-14）式中， ，稱為電容電壓在 時(shí)刻的初始值。這說明任一時(shí)刻的電容電壓不僅與該時(shí)刻的電流有關(guān)，而且還與此時(shí)刻以前的“歷史狀態(tài)”有關(guān)（從-開始），與電阻的電壓只取決于即時(shí)的電流有著截然不同，故電容稱為“記憶元件”。設(shè)電容的電壓和電流參考方向相關(guān)聯(lián)，電容吸收的功率為 （1-15）則在t1t2內(nèi)電容中所儲(chǔ)存的電場能量為 （1-16）當(dāng) 時(shí)，表明電容從外部電路吸收能量，并以電場形式儲(chǔ)存能量（充電）；反之，當(dāng) 時(shí)，表明電容將原先已儲(chǔ)存的電場能量向外部電路釋放（放電）。由于電容具有能量儲(chǔ)存能力，通常稱為儲(chǔ)能元件。小結(jié)：本堂課學(xué)習(xí)的內(nèi)容作業(yè)：1、課堂上集體作業(yè)1.11.21.31.4 2課后作業(yè):1.5/1.6/1.7/1.8/1.9/1.11教學(xué)后記:I組織教學(xué) 1、起立、清點(diǎn)人數(shù)，對上一堂課遲到和曠課的同學(xué)提出告戒2、提醒上堂課做得不夠好的同學(xué)，進(jìn)一步鼓勵(lì)同學(xué)們認(rèn)真學(xué)習(xí)II復(fù)舊引新：1、電感的有關(guān)知識2、電容的有關(guān)知識III授新課：上一堂課我們學(xué)習(xí)了電路中有關(guān)的電阻，電容電感知識，我們知道作為電路的必要組成部件，還有，今天我們就將學(xué)習(xí)的內(nèi)容是最后一個(gè)知識電源無件16理想電壓源和理想電流源1、理想電壓源：n 任何實(shí)際電路正常工作必須要有提供能量的電源 。n 為了對實(shí)際電源進(jìn)行模擬，理論上定義了兩種理想的獨(dú)立電源：獨(dú)立電壓源和獨(dú)立電流源 2、理想電流源17授控源n 受控源也稱不獨(dú)立電源，可用它來建立電子元器件的模型。n 受控源與獨(dú)立電源不同，它不能給電路提供能量，而是描述了電路中不同之處的電壓與電流之間的關(guān)系，即同一電路中某處的電壓或電流受另一處的電壓或電流控制。n 本書限于討論控制量與被控制量之間呈線性關(guān)系的受控源，亦稱線性受控源。 元 件 名 稱元 件 方 程控 制 量被 控 制 量控 制 系 數(shù)VCVSu2 =a u1u1u2aCCVSu2 = r i1i1u2rVCCSi2 = g u1u1i2gCCCSi2 = b i1i1i2b小結(jié)：本堂課學(xué)習(xí)的內(nèi)容作業(yè)：1、課堂上集體作業(yè) 2課后作業(yè): 教學(xué)后記:I組織教學(xué) 1、起立、清點(diǎn)人數(shù)，對上一堂課遲到和曠課的同學(xué)提出告戒2、提醒上堂課做得不夠好的同學(xué)，進(jìn)一步鼓勵(lì)同學(xué)們認(rèn)真學(xué)習(xí)II復(fù)舊引新：1、理想電壓源和理想電流源的有關(guān)知識2、復(fù)習(xí)受控源的有關(guān)知識III授新課：前面我們學(xué)習(xí)了電路的有關(guān)知識，那么作為電路必然要遵循一定的規(guī)律，那么今天我們就開始研究電路的有關(guān)規(guī)律之一：18基爾霍夫定理181基爾霍夫電流定律(kCL)其基本內(nèi)容是：對于集總電路的任一節(jié)點(diǎn)，在任一時(shí)刻流入該節(jié)點(diǎn)的電流之和等于流出該節(jié)點(diǎn)的電流之和。例如對圖1-11所示電路a節(jié)點(diǎn)，有 i1= i2+i3+ i4或 i1-i2-i3-i4=0 2143ai2i4i3i1182基爾霍夫電壓定律(KVL)KVL的基本內(nèi)容是：對于任何集總電路中的任一回路，在任一瞬間，沿回路的各支路電壓的代數(shù)和為零。1234+_u4u1u2u3abcd如圖1-12，從a點(diǎn)開始按順時(shí)針方向(也可按逆時(shí)針方向）繞行一周，有： u1- u2- u3+ u4=0當(dāng)繞行方向與電壓參考方向一致（從正極到負(fù)極），電壓為正，反之為負(fù)。例題：1.5/1.6/1.7/1.8小結(jié)：本堂課學(xué)習(xí)的內(nèi)容作業(yè)：1、課堂上集體作業(yè) 2、課后作業(yè): 教學(xué)后記:I組織教學(xué) 1、起立、清點(diǎn)人數(shù)，對上一堂課遲到和曠課的同學(xué)提出告戒2、提醒上堂課做得不夠好的同學(xué)，進(jìn)一步鼓勵(lì)同學(xué)們認(rèn)真學(xué)習(xí)II復(fù)舊引新：1、中學(xué)里面對實(shí)驗(yàn)的要求2、實(shí)驗(yàn)室中安全用電的知識III授新課：前面我們學(xué)習(xí)了電路的有關(guān)知識，那么作為電路必然要遵循一定的規(guī)律，那么今天我們就開始通過實(shí)驗(yàn)來研究電路的有關(guān)規(guī)律實(shí)驗(yàn)一：認(rèn)識實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 熟悉實(shí)驗(yàn)臺的布局及直流電壓源、直流電 壓表電流表的使用方法。2學(xué)會(huì)用電流插頭、插座測量各支路電流二實(shí)驗(yàn)原理各種電子儀表的使用方法三、實(shí)驗(yàn)電路四、實(shí)驗(yàn)儀器序號名 稱型號與規(guī)格備 注1直流穩(wěn)壓電源0-30V可調(diào)DG042直流數(shù)字電壓表0-200VD313直流數(shù)字毫安表0-200mVD314迭加原理實(shí)驗(yàn)電路板DG05五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1按電路圖連接實(shí)驗(yàn)線路， 將兩路穩(wěn)壓源的輸出分別調(diào) 節(jié)為12V和6V，接入U(xiǎn)1和U2處。2令U1電源單獨(dú)作用，數(shù)據(jù)記入表1-1。3令U2電源單獨(dú)作用，數(shù)據(jù)記入表1-1。4令U1和U2共同作用，數(shù)據(jù)記入表1-1。5將U2的數(shù)值調(diào)至12V，數(shù)據(jù)記入表1-1。6將R5（330）換成二極管 1N4007，數(shù)據(jù)記入表1-2。 I組織教學(xué) 1、起立、清點(diǎn)人數(shù)，對上一堂課遲到和曠課的同學(xué)提出告戒2、提醒上堂課做得不夠好的同學(xué)，進(jìn)一步鼓勵(lì)同學(xué)們認(rèn)真學(xué)習(xí)II復(fù)舊引新：1、中學(xué)里面對實(shí)驗(yàn)的要求2、實(shí)驗(yàn)室中安全用電的知識III授新課：前面我們學(xué)習(xí)了電路的有關(guān)知識，那么作為電路必然要遵循一定的規(guī)律，那么今天我們就開始通過實(shí)驗(yàn)來研究電路的有關(guān)規(guī)律實(shí)驗(yàn)二：驗(yàn)證基爾霍夫定律一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 進(jìn)一步熟悉實(shí)驗(yàn)臺的布局及直流電壓源、直流電 壓表電流表的使用方法。2進(jìn)一步掌握用電流插頭、插座測量各支路電流3、利用實(shí)驗(yàn)鞏固對基爾霍夫定律二實(shí)驗(yàn)原理1、基爾霍夫電流定律（KCL）： I02 、基爾霍夫電壓定律（KVL）：U0三、實(shí)驗(yàn)電路四、實(shí)驗(yàn)儀器序號名 稱型號與規(guī)格備 注1直流穩(wěn)壓電源0-30V可調(diào)DG042直流數(shù)字電壓表0-200VD313直流數(shù)字毫安表0-200mVD314迭加原理實(shí)驗(yàn)電路板DG05五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1按電路圖連接實(shí)驗(yàn)線路， 將兩路穩(wěn)壓源的輸出分別調(diào) 節(jié)為12V和6V，接入U(xiǎn)1和U2處。2令U1電源單獨(dú)作用，數(shù)據(jù)記入表1-1。3令U2電源單獨(dú)作用，數(shù)據(jù)記入表1-1。4令U1和U2共同作用，數(shù)據(jù)記入表1-1。5將U2的數(shù)值調(diào)至12V，數(shù)據(jù)記入表1-1。6將R5（330）換成二極管 1N4007，數(shù)據(jù)記入表1-2。 表1-1實(shí)驗(yàn)內(nèi)容U1(V)U2(V)I1(mA)I2(mA)I3(mA)UAB(V)UCD(V)UAD(V)UDE(V)UFA(V)U1單獨(dú)作用U2單獨(dú)作用U1、U2共同作用2U2單獨(dú)作用表1-2實(shí)驗(yàn)內(nèi)容U1(V)U2(V)I1(mA)I2(mA)I3(mA)UAB(V)UCD(V)UAD(V)UDE(V)UFA(V)U1單獨(dú)作用U2單獨(dú)作用U1、U2共同作用2U2單獨(dú)作用作業(yè)教學(xué)后記I組織教學(xué) 1、起立、清點(diǎn)人數(shù)，對上一堂課遲到和曠課的同學(xué)提出告戒2、提醒上堂課做得不夠好的同學(xué)，進(jìn)一步鼓勵(lì)同學(xué)們認(rèn)真學(xué)習(xí)授新課：前面我們學(xué)習(xí)了電路的有關(guān)知識，那么作為電路必然要遵循一定的規(guī)律，那么今天我們對本章知識作一個(gè)小結(jié)一、 小結(jié)本章知識本章介紹電路模型，電路的基本物理量、基本定律和基本元件，以及電路模型的應(yīng)用實(shí)例。通過本章的學(xué)習(xí)，了解實(shí)際電路的功能和特點(diǎn)，電路模