電工學(xué)(少學(xué)時)(第三版)學(xué)習(xí)輔導(dǎo)與習(xí)題全解(唐介)第1章

第

1

章 直

流

電

路分析與思考解答下一題返回分析與思考題集1.2（1）某負(fù)載為一可變電阻器，由電壓一定的蓄電池供電，當(dāng)負(fù)載電阻增加時，該負(fù)載是增加了？還是減小了？[答]負(fù)載的增減指負(fù)載消耗的電功率的增減。負(fù)載消耗的電功率P

=U2/RL,蓄電池電壓一定即式中

U

不變，當(dāng)RL

增加時，P

減小，故該負(fù)載減小了。第

1

章 直

流

電

路1.2（2）某電源的電動勢為E，內(nèi)電阻為R0，有載時的電流為I，試問該電源有載時和空載時的電壓和輸出的電功率是否相同，若不相同，各應(yīng)等于多少?[答]

該電源有載時如圖（a)，故輸出電壓

U

=

E

－R0I，輸出功率P＝UI。I+E

_R0+R

U_(a)I=0+E

_R0(b)+返回分析與思考題集上一題下一題U_該電源空載時如圖（b)，由于此時電源輸出電流I＝0，所以輸出電壓U＝E，輸出功率P＝0不變?？梢婋娫从休d和空載時的電壓和輸出的電功率不相同。第

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流

電

路1.2（3）圖示電路中的電源短路時，是燒壞電源還是燒壞照明燈?S2S1ⅠⅡ[答]燒壞電源。因為這時所有負(fù)載均被短路，電流不通過負(fù)載，外電路的電阻可視為零，回路中僅有很小的電源內(nèi)阻，故會有很大的電流通過電源，將電源燒壞。返回分析與思考題集上一題下一題第

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流

電

路1.4（1）在圖示的關(guān)聯(lián)參考方向下,若電源和負(fù)載中求得的電功率P

>0，這說明它們是取用還是輸出電功率?EIU＋—IU＋—[答]

電源的電功率P

>

0,說明電源輸出電功率;負(fù)載的電功率

P

>

0,說明負(fù)載取用（輸入）電功率。返回分析與思考題集上一題下一題第

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流

電

路1.5（2）有些同學(xué)常常把理想電流源兩端的電壓認(rèn)作零，其理由是：理想電流源內(nèi)部不含電阻,則根據(jù)歐姆定律,U

=RI

=0×I

=0。這種看法錯在哪里?返回分析與思考題集上一題下一題[答]

這種看法顯然不正確。U

=RI

只適用于理想電阻元件，對理想電流源不適用，理想電流源只有在短路時兩端的電壓才等于零。第

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章 直

流

電

路1.5（3）凡是與理想電壓源并聯(lián)的理想電流源其電壓是一定的，因而后者在電路中不起作用；凡是與理想電流源串聯(lián)的理想電壓源其電流是一定的，因而后者在電路中也不起作用。這種觀點是否正確?返回分析與思考題集上一題下一題[答]

這種觀點不正確。與理想電壓源并聯(lián)的理想電流源不影響電路其余部分的電壓和電流，但會影響理想電壓源的電流；與理想電流源串聯(lián)的理想電壓源也不影響電路其余部分的電壓和電流，但會影響理想電流源的電壓。第

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流

電

路1.6（1）

在應(yīng)用

RI

=

E

列回路方程式時，按

I

與E的參考方向與回路方向一致時前面取正號，否則取負(fù)號的規(guī)定，RI

和

E

可否放在等式的同一邊?返回分析與思考題集上一題下一題[答]

根據(jù)

I

和

E

取正負(fù)號的規(guī)定，RI

表示電位降、E

表示電位升，故不可放在等式的同一邊。第

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流

電

路1.7（1）列獨立的回路方程式時是否一定要選用網(wǎng)孔?返回分析與思考題集上一題下一題[答]

不一定。只要滿足每次所選回路中至少有一條以前未用過的新支路即可。第

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流

電

路1.7（2）如果電路中含有理想電流源，理想電流源的電流已知，而電壓是未知的，怎么辦?返回分析與思考題集上一題下一題[答]選回路時避開含理想電流源支路，這樣既可減少一個未知數(shù)，從而少列一個方程式，又不會引入新的未知數(shù)——理想電流源的電壓。第

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流

電

路1.8（1）疊加原理可否用于將多電源電路（例如有4個電源）看成是幾組電源（例如2組電源）分別單獨作用的疊加?返回分析與思考題集上一題下一題[答]

可以。第

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電

路1.8（2）利用疊加原理可否說明在單電源電路中，各處的電壓和電流隨電源電壓或電流成比例的變化?返回分析與思考題集上一題下一題[答]

可以。比如電路中若理想電壓源的電動勢加倍，可相當(dāng)于兩個具有原來電動勢的理想電壓源串聯(lián)。則根據(jù)疊加原理，電路中各處的電壓、電流均應(yīng)為二個原值相加即原值的二倍。第

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流

電

路1.9（1）有源二端網(wǎng)絡(luò)用電壓源或電流源代替時，為什么要對外等效？對內(nèi)是否也等效?返回分析與思考題集上一題下一題[答]

根據(jù)戴維寧定理和諾頓定理，一有源二端網(wǎng)絡(luò)用等效電壓源或電流源代替時，其輸出電壓和輸出電流是對應(yīng)相等的，即等效是對有源二端網(wǎng)絡(luò)的外部電路而言的，等效不會改變外部電路的電壓和電流。而對網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部則是不等效的。第

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路1.9（2）電壓源和電流源之間可以等效變換，那么理想電壓源與理想電流源之間是否也可以等效變換?返回分析與思考題集上一題下一題[答]不可以。因為理想電壓源的輸出電壓恒等于定值，理想電流源的輸出電流恒等于定值，兩種理想電源之間無法滿足輸出電壓和輸出電流均對應(yīng)相等的對外等效的原則。第

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電

路1.10（1）非線性電阻元件的電壓與電流之間的關(guān)系是否符合歐姆定律?返回分析與思考題集上一題下一題[答]

不符合歐姆定律。遵循歐姆定律的電阻稱為線性電阻，它是一個表示某段電路的特性而與電壓和電流無關(guān)的常數(shù)。而非線性電阻的阻值不是常數(shù)，隨電壓或電流變動，故其電壓與電流的關(guān)系不符合歐姆定律。第

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流

電

路1.10（2）伏安特性是一條不經(jīng)過坐標(biāo)原點的直線時，該電阻元件是否為線性電阻元件?返回分析與思考題集上一題[答]

不是。第

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流

電

路練習(xí)題解答RS3

V6

Vabc1.3.1求圖示電路中開關(guān)

S閉合和斷開兩種情況下a、b、c三點的電位。[解] S

閉合時，S斷開時返回練習(xí)題集下一題第

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流

電

路1.5.1試根據(jù)理想電壓源和理想電流源的特點分析圖示的兩電路：當(dāng)R

變化時，對其余電路（虛線方框內(nèi)的電路）的電壓和電流有無影響？R

變化時所造成的影響是什么？（a）+US_R任何電路解：[對解電]路（對a）電，路因（為b凡）與，理因想電為壓凡源與并理聯(lián)的想元電件流其源兩端串端串電聯(lián)壓的均元等件

于其于其理電想流電均壓等源的于電理壓想，電故改流變源R不的不的會電影流響，虛故線部改分變電R路不的電會壓影，響而虛虛線

線部線部部分分電電路路的結(jié)構(gòu)電一流定，，而故亦虛不線會部影分響其電其電電路流結(jié)。構(gòu)R的一變定化，僅影故響亦其不本會身影的響的響電其流電及壓理。想電R

壓的源變的化電僅流。影。影響其本身的電壓及理想電流源的電壓。ISR任何電路（（b）b）返回練習(xí)題集上一題下一題第

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流

電

路1.6.2圖示電路中，已知US＝6斷開時開關(guān)兩端的電壓U和開關(guān)S閉合時通過開關(guān)的電流I（在圖中注明所選的參考方向）。USV

，IS＝2

A，

R1＝R2＝4

。求開關(guān)S

+_ISR1R2+U_返回練習(xí)題集上一題下一題SI[解]

設(shè)所求電壓和電流的參考方向如圖。S斷開時，U＝14

VS閉合時，I

＝3.5

A第

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電

路1.6.3求圖示電路中通過恒壓源的電流I1、I2

及其功率，并說明是起電源作用還是起負(fù)載作用。5I1+40

V_I2+10

V_[解] 設(shè)

2電阻上電流為I3，如圖。I23該電阻與10

V恒壓源并聯(lián)，故其上電壓為10

V，所以I3

=(10／2)A=5

A。右回路：5I1＋2I3－40=0，則I1=6

A或外回路：5I1＋10－40=0，有I1=6

A再用KCL求得I2=I1－I3=1

A，左恒壓源的功率P1＝240

W，由于其電壓和電流的實際方向符合電源關(guān)聯(lián)參考方向，故起電源作用；右恒壓源的功率P2＝10

W，由于其電壓和電流的實際方向符合負(fù)載關(guān)聯(lián)參考方向，故起負(fù)載作用。返回練習(xí)題集上一題下一題第

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章 直

流

電

路左恒流源的功率P1＝40

W，起電源作用；右恒流源的功率P2＝3

W，起負(fù)載作用。1.6.4求圖示電路中恒流源兩端的電壓U1、U2

及其功率，并說明是起電源作用還是起負(fù)載作用。55

A+U1_2U21

AI_++

U3_[解]設(shè)

2

電阻上電流為

I，5

電阻兩端電壓為U3

如圖。返回練習(xí)題集上一題下一題第

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流

電

路1.6.5

試分析圖示兩電路中：(1)圖(a)中的理想電壓源在R

為何值時既不取用也不輸出電功率？在R

為何范圍時輸出

電功率？在R

為何范圍時取用電功率？而理想電流源處于何種狀態(tài)？(2)圖(b)中的理想電流源在R為何值時既不取用也不輸出電功率？在R為何范圍時輸出電功率？在R

為何范圍時取用電功率？而理想電壓源處于何種狀態(tài)？+1

V_1

AR+1

V_1

A返回練習(xí)題集上一題下一題R(a)[解]

(a)當(dāng)

R＝1(b)時理想電壓源既不取用也不輸出電功率;R

<1時，理想電壓源輸出電功率;

R

>1

時,理想電壓源取用電功率。而理想電流源始終起電源作用。(b)當(dāng)

R＝1

時理想電流源既不取用也不輸出電功率;R

>1

時,理想電流源輸出電功率;

R

<1

時,理想電流源取用電功率。而理想電壓源始終起電源作用。第

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電

路4R

＝4

。試根據(jù)題1.5.1IS1＝1

A

，

R1＝2 ，

R2＝5 ,

R3＝2

U，+S

_IS11.6.6圖示電路已知US＝4

V，R1R2IS2R3R4I4U+S

_IS1R2R4I4IS1R2R4I4I4R2

R4總結(jié)出的規(guī)律將電路簡化后求出I4；根據(jù)題1.6.5總結(jié)出的規(guī)律，分析IS2

輸出和取用電功率的條件。[解]返回練習(xí)題集上一題下一題I4＝1

A當(dāng)IS2>2

A時，IS2

起電源作用，輸出電功率。當(dāng)IS2<2

A時，IS2

起負(fù)載作用，取用電功率。第

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流

電

路ab1.7.1用支路電流法求圖中各S1

S2支路電流，并說明

U

和

U

是起電源作用還是起負(fù)載作用。圖中S1

S2

1U

＝12

V

，U

＝15

V

，R

＝3

，2R

＝1.53,R

＝9

。R3I3I1US1R1+_I22US2返回練習(xí)題集上一題下一題R+_[解]

各支路和結(jié)點標(biāo)于圖中。結(jié)點a:

I1+

I2

－

I3

＝0回路

:

R2

I2＋

R3

I3

－

US2

＝0回路

:

R1

I1

＋

R3

I3

－

US1

＝0聯(lián)立方程，解得：I1＝－0.2

A

I2＝1.6

A

I3＝1.4

A第

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流

電

路恒壓源單獨作用R2I’’R1U+S

_R3R41.8.2用疊加原理求圖示電路中的電流I

。[解]IS35

V7

AIR1R2

2+US

_1R33R44恒流源單獨作用R2I’R1ISR3R4返回練習(xí)題集上一題下一題第

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流

電

路[解]

恒壓源US＝16

V

單獨作用時，1.8.3在圖示電路中，當(dāng)U

＝16SV時，Uab＝8

V，試用疊加原理求US＝0時的Uab

。IS1RR+US

_RaIS2bR+US

_Rab+_

RUab則US＝0時Uab

的值可記做U’’ab

應(yīng)為三個電源共同作用的結(jié)果減去恒壓源單獨作用的結(jié)果：返回練習(xí)題集上一題下一題第

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電

路1.8.4圖示電路中，R2

＝

R3。當(dāng)IS＝0時，I1＝2

A,I2＝I3＝4

A。求IS＝10

A時的I1、I2

和I3

。ISR1US1US2_I1R3I2

R2+I3+[解]

恒流源

I

＝10

A

單獨作用時，

_ISR1SI’1I’R22R3

I’3則三個電源共同作用時：返回練習(xí)題集上一題下一題第

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路[解]

US

的數(shù)值加倍則流通過

R

的電流亦應(yīng)加倍，即為

10

A。1.8.5圖示的虛線方框內(nèi)是一個由線性電阻組成的任意的無源電路，現(xiàn)已知US＝6

V時，通過R

的電流為5

A。若將US

增加到12

V，問通過R

的電流是多少?RUS+_線性無源電路返回練習(xí)題集上一題下一題第

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電

路1.9.1用戴維寧定理求圖示電路中通過理想電壓

源的電流。圖中US＝10

V，IS1＝3

A，

IS2＝5

A，R1＝2

，R2＝3

，R3＝4

。[解]IS1R1US+_R3R2IS2IS1R1UOC+_R3R2IS2剩下一有源二端網(wǎng)絡(luò)，其開路電壓

UOC

為21

V。R1R3R2將待求支路提出，有源二端網(wǎng)絡(luò)的除源等效電阻RO為5

。R0UeS+_+_USI返回練習(xí)