第1章直流電路習(xí)題參考答案

1、第1章 直流電路 習(xí)題參考答案一、 填空題：1. 任何一個完整的電路都必須有 電源 、 負載 和 中間環(huán)節(jié) 3個基本部分組成。具有單一電磁特性的電路元件稱為 理想 電路元件，由它們組成的電路稱為 電路模型 。電路的作用是對電能進行 傳輸 、 分配 和 轉(zhuǎn)換 ；對電信號進行 傳遞 、 存儲 和 處理 。2. 反映實際電路器件耗能電磁特性的理想電路元件是 電阻 元件；反映實際電路器件儲存磁場能量特性的理想電路元件是 電感 元件；反映實際電路器件儲存電場能量特性的理想電路元件是 電容 元件，它們都是無源 二端 元件。3. 電路有 通路 、 開路 和 短路 三種工作狀態(tài)。當電路中電流、端電壓U0時，此

2、種狀態(tài)稱作 短路 ，這種情況下電源產(chǎn)生的功率全部消耗在 內(nèi)阻 上。4.從耗能的觀點來講，電阻元件為 耗能 元件；電感和電容元件為 儲能 元件。5. 電路圖上標示的電流、電壓方向稱為 參考方向 ，假定某元件是負載時，該元件兩端的電壓和通過元件的電流方向應(yīng)為 關(guān)聯(lián)參考 方向。二、 判斷題：1. 理想電流源輸出恒定的電流，其輸出端電壓由內(nèi)電阻決定。 （錯）2. 電阻、電流和電壓都是電路中的基本物理量。 （錯）3. 電壓是產(chǎn)生電流的根本原因。因此電路中有電壓必有電流。 （錯）4. 絕緣體兩端的電壓無論再高，都不可能通過電流。 （錯）三、選擇題：（每小題2分，共30分）1. 當元件兩端電壓與通過元件的電

3、流取關(guān)聯(lián)參考方向時，即為假設(shè)該元件（A）功率；當元件兩端電壓與通過電流取非關(guān)聯(lián)參考方向時，即為假設(shè)該元件（B）功率。A、吸收； B、發(fā)出。2. 一個輸出電壓幾乎不變的設(shè)備有載運行，當負載增大時，是指（ C ）A、負載電阻增大； B、負載電阻減??； C、電源輸出的電流增大。3. 當電流源開路時，該電流源內(nèi)部（ C ）A、有電流，有功率損耗； B、無電流，無功率損耗； C、有電流，無功率損耗。4. 某電阻元件的額定數(shù)據(jù)為“1K、2.5W”，正常使用時允許流過的最大電流為（ A ）A、50mA； B、2.5mA； C、250mA。四、計算題1.1已知電路如題1.1所示，試計算a、b兩端的電阻。解:

4、(1)在求解電阻網(wǎng)絡(luò)的等效電阻時，應(yīng)先將電路化簡并轉(zhuǎn)化為常規(guī)的直流電路。該電路可等效化為：(b)先將電路圖化簡,并轉(zhuǎn)化為常規(guī)直流電路。 就本題而言,仔細分析發(fā)現(xiàn)25和5電阻被短路,則原圖可化為:1.2 根據(jù)基爾霍夫定律，求圖1.2所示電路中的電流I1和I2；解：本題所涉及的基本定律就是基爾霍夫電流定律?；鶢柣舴螂娏鞫蓪﹄娐分械娜我饨Y(jié)點適用，對電路中的任何封閉面也適用。本題就是KCL對封閉面的應(yīng)用。對于節(jié)點a有:I1+2-7=0對封閉面有:I1+I2+2=0解得: I1=7-2=5(A) , I2=-5-2=-7(A) 1.3 有一盞“220V 60W”的電燈接到。（1）試求電燈的電阻；（2）

5、當接到220V電壓下工作時的電流；（3）如果每晚用三小時，問一個月（按30天計算）用多少電？解: 由題意:根據(jù) R=U2/P 得：電燈電阻 R=U2/P=2202/60=807()根據(jù) I=U/R或P=UI得:I=P/U=60/220=0.273(A)由 W=PT 得W=60×60×60×3×30 =1.944×102 (J)在實際生活中，電量常以“度”為單位，即“千瓦時”。對60W的電燈，每天使用3小時，一個月(30天)的用電量為:W=60/1000×3×30=5.4(KWH)1.4 根據(jù)基爾霍夫定律求圖1.3圖所示電路中

6、的電壓U1、U2和U3。解:根據(jù)基爾霍夫電壓定律，沿任意回路繞行一周，回路中各元件上電壓的代數(shù)和等于零。則對abcka回路: 2-U2-2=0U2=0對cdpkc回路：-4-U1+U2=0U1=-4(V)對 eghce回路：-U3-10+5+U2=0 U3=-5(V)1.5 已知電路如圖1.4所示，其中E1=15V，E2=65V，R1=5，R2=R3=10。試用支路電流法求R1、R2和R3三個電阻上的電壓。解：在電路圖上標出各支路電流的參考方向，如圖所示，選取繞行方向。應(yīng)用KCL和KVL列方程如下 代入已知數(shù)據(jù)得 解方程可得I1=-7/4（A），I233/8（A），I319/8（A）。三個電阻

7、上的電壓電流方向選取一至，則三個電阻上的電壓分別為：U1=I1R1=-=-35/4（V）U2=I2R2=165/4（V）U3=I3R3=38/4（V）1.6 試用支路電流法，求圖1.5所示電路中的電流I1、I2、 I3、I4和I5。（只列方程不求解）解：在電路圖上標出各支路電流的參考方向，如圖所示，三回路均選取順時針繞行方向。應(yīng)用KCL和KVL列方程如下 如給定參數(shù)，代入已知，聯(lián)立方程求解即可得到各支路電流。1.7 試用支路電流法，求圖1.6電路中的電流I3。解：此圖中有3支路，2節(jié)點，但有一支路為已知，所以只需列兩個方程即可。外回路選取順時針繞行方向。應(yīng)用KCL和KVL列方程如下I2=5（A

8、）所以：I1=-2（A），I3=3（A）1.8 應(yīng)用等效電源的變換，化簡圖1.7所示的各電路。解：1.9 試用電源等效變換的方法，求圖1.8所示電路中的電流I。解：利用電源等效變換解題過程如下：由分流公式可得：I=5(A)1.10 試計算題1.9圖中的電流I。解： 由于題目中沒有要求解題方法，所以此題可用電壓源與電流源等效變換、支路電流法、疊加原理、戴維南定理等方法進行求解，下面用戴維南定理求解。（1）先計算開路電壓，并將電流源化成電壓源，如下圖。(A)UOC=-2+12-6×2/3=6(V)（2）再求等效電阻Rab將恒壓源和恒流源除去，得電路如圖。()（3）由戴維南定理可知，有源二

9、端網(wǎng)絡(luò)等效為一個電壓源，如圖。(A)1.11 已知電路如圖1.10所示。試應(yīng)用疊加原理計算支路電流I和電流源的電壓U。解：（1）先計算18V電壓源單獨作用時的電流和電壓，電路如圖所示。(A)(V)（2）再計算6A電流源單獨作用時的電流和電壓，電路如圖所示。(A)(V)（3）兩電源同時作用的電流和電壓為電源分別作用時的疊加。(A)(V)1.12 電路圖1.11所示，試應(yīng)用疊加原理，求電路中的電流I1、I2及36電阻消耗的電功率P。解：（1）先計算90V電壓源單獨作用時的電流和電壓，電路如圖所示。（A）（A）（A）（2）再計算60V電壓源單獨作用時的電流和電壓，電路如圖所示。（A）（A）（A）（3

10、）兩電源同時作用的電流和電壓為電源分別作用時的疊加。（A）（A）（A） （4）36電阻消耗的電功率為（W）1.13 電路如圖1.8所示，試應(yīng)用戴維南定理，求圖中的電流I解：（1）先計算開路電壓，并將12A、6電流源化成電壓源，如下圖。由于此電路仍為復(fù)雜電路，因此求開路電壓仍可用所有分析計算方法計算，現(xiàn)用支路電流法進行求解，設(shè)各支路電流及參考方向如圖所示。由KCL和KVL得：解得：I1=8/9（A），I24/9（A），I3-4/3（A）（V）（2）再求等效電阻Rab將恒壓源和恒流源除去，得電路如圖。（）（3）由戴維南定理可知，有源二端網(wǎng)絡(luò)等效為一個電壓源，如圖。(A)1.14 電路如圖1.12所

11、示，試應(yīng)用戴維南定理，求圖中的電流I。解：（1）先計算開路電壓，并將3A、6電流源化成電壓源，如下圖。由于此電路仍為復(fù)雜電路，因此求開路電壓仍可用所有分析計算方法計算，現(xiàn)用支路電流法進行求解，設(shè)各支路電流及參考方向如圖所示。由KCL和KVL得：解得：I1=4/3（A），I2-1/2（A），I35/6（A）（V）（2）再求等效電阻Rab將恒壓源除去，得電路如圖。Rab=4612=2()（3）由戴維南定理可知，有源二端網(wǎng)絡(luò)等效為一個電壓源，如圖。(A)1.15 電路如圖1.11所示，試應(yīng)用戴維南定理，求圖中的電壓U。解：（1）先計算開路電壓，如下圖。UOC=-1×16+1=-15(V)（

12、2）再求等效電阻Rab將恒壓源和恒流源除去，得電路如圖。Rab=1()（3）由戴維南定理可知，有源二端網(wǎng)絡(luò)等效為一個電壓源，如圖。(A)U=4I=4×()=-12(V)1.16 電路如圖1.11所示，如果I3=1A，試應(yīng)用戴維南定理，求圖中的電阻R3。解：（1）先計算開路電壓，如下圖。(A)(V)（2）再求等效電阻RAB將恒壓源除去，得電路如圖。()（3）由戴維南定理可知，有源二端網(wǎng)絡(luò)等效為一個電壓源，如圖。當I3=1A時，則所以 R3=80-4=76（）1.17 電路如圖1.14所示，已知15歐電阻的電壓降為30V，極性如圖1.14所示。試計算電路中R的大小和B點的電位。解：設(shè)R電阻上的電壓和電流如圖所示。由KCL可知I2=2+5=7(A) ，I=I2-2-3=2（A）， (A)由KVL得，（繞行方向選順時針方向）U-100+30+5I2=0U=100-30-35=35 (V)（）1.18 試計算圖1.15中的A點的電位：（1）開