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1、1第 1 章习题解答1-1 直流电源的内阻为，当输出电流为时，端电压为。1 . 0A100V220（1）求电源的电动势； （2）求负载的电阻值。解：（1）电路如解题图 1 所示，根据电路有载工作 状态时的全电路欧姆定律L0RREI则 UIRIRIRE0L0上式中由于电流 I 在负载电阻 RL上产生的电压降 即为电源路端电压 U，电源电动势 E 为V2302201001 . 0E（2）再根据路端电压 U 的关系式（部分电路欧姆定律）IRUL那么 2 . 2100220 IURL1-2 某电源的开路电压为 1.6 V，短路电流为 500 mA。求电动势和内阻。解：当电源电路在开路时，电路如解题图
2、2(a)所示，根据全电路欧姆定律和 I = 0，电动势电压V6 . 1UUIRE000当电源电路短路时，电路如解题图 2(b)所示，根据全电路欧姆定律和 U = 0 ，则IRUIRE00那么，电源的内阻2 . 35 . 0 6 . 1IER0IU E0RLR解题图10I 0U E0R解题图2(a)SIU E0R解题图2(b)（a ）（b ）21-3 一只额定电压为，功率为 100W 的白炽灯，在额定状态下工作时的电阻和电流各为多少？V220解：根据功率表达式UIIRP2 L则此时流过白炽灯的电流和白炽灯中的电阻分别为A45. 0220100 UPI48445. 0100 IPR22L1-4 阻
3、值为 1000 电阻器，其额定功率是 1W，该电阻器的额定电流和电压是多少？解：根据额定功率表达式 NN2 NNNIUIRP则该电阻器的额定电流和额定电压分别为mA6 .31A0316. 0001. 010001 RPINN NV6 .310316. 01 IPUNN N1-5 有一直流电源，其额定功率 PN = 200W，额定电压 UN = 50V，内阻 R0 = 0.5，负载电阻 R 可以 调节，其电路如图 1-11 所示。试求： （1）额定工作状态下的电流及负载电阻； （2）开路状态下的电源端电压； （3）电源短路状态下的电流。解：（1）电路如解题图 3 所示，当 S 闭合时，根据额定功
4、率表达式NNNIUP 则 A450200 UPINN N又根据额定电压表达式 NNNIRU那么 5 .12450 IURNN N（2）根据全电路欧姆定律和开路状态下电源端电压等于电动势电压，所以V5245 . 050IRUEUN0N0（3）电源电路短路时负载电阻为零，则短路电流为IU E0RLR解题图3S3A1045 . 0 52 REI0S1-6 一只 110V、8W 的指示灯，现在要接在 380V 的电源上，问要串联多大阻值的电阻？该电阻应选 用多大瓦数的？解：此时的电源电压比指示灯的额定电压高出了 380-110=270V，必须采用串联电阻分压的方法， 将高出的电压全部降在分压电阻上，否
5、则指示灯将被烧毁；同时还要考虑电阻的耗散功率，否则电阻 将被烧毁。 根据功率表达式和欧姆定律，可知选用的串联电阻的阻值和耗散功率应分别为A073. 01108 UPINN Nk7 . 33699073. 0110380RW20073. 02703699073. 0IURIP2 NRN21-7 在题图 1-7 中，五个元件代表电源或负载。电流和电压的参考方向如图中所示，通过实验测量得 知V30UV80UV60UV90UV140UA10IA6IA4I54321321（1）试标出各电流的实际方向和电压的实际极性； （2）判断那些元件是电源？那些是负载？ （3）计算各元件的功率，电源发出的功率和负载取
6、用的功率是否平衡？解：（1）各元件电流的实际方向和各元件电压的实际极性如解题图 4 所示。（2）根据 U 和 I 的实际方向来判定，当 U 和 I 的实际方向相反时即为电源（注意，U 的实际 方向指的是电位降落的方向，即从正极指向负极） ，否则为负载。据此，元件 1 和元件 2 为电 源，其余的全为负载。（3）根据解题图 4 计算各元件的功率分别为W5604140IUP11112345题图1-7 1I2I3I 1U 3U 2U4U5U123451I2I3I1U3U 2U4U5U解题图44W540690IUP222W6001060IUP333W320480IUP144W180630IUP255根
7、据功率平衡的关系，带有负号的功率之和应和带有正号的功率之和相等，即得W1100180320600540560上式表明电源发出的功率和负载取用的功率是平衡的，注意，此法也是验证解题结果正确与否的 方法之一。1-8 试求题图 1-8 所示电路中 A 点、B 点和 C 点的电位。解：参照解题图 5 可知，四个电阻上的电压降均由电流 I 所产生，电流的参考方向如图所示，其 大小为A5 . 06030 201020102050I根据某点的电位即该点与参考点之间的电压，令参考点 VD = 0，则电位 VA、VB和 VC分别为V45505 . 01050I10VVVDAAV35I2020I1050I10I2
8、0VVVDBBV10I20VVVDCC1-9试求题图 1-9 所示电路中 A 点的电位。2020 V20 V501010ABCD题图1-8 A12V3 V64题图1-9 2020 V20 V501010ABCD解题图5IA12V3 V64I解题图6D5解：参照解题图 6，该电路图上半部分的电路为一闭合电路，可产生电流 I，因此在 1 和 2 电 阻上均产生电压降；而电路图下半部分的电路不闭合，故 4 电阻上无电压降。那么，该电路中的电 流和电位 VA分别为A1213IV56I236I 1VA1-10 求题图 1-10 所示电路中 A 点和 B 点的电位。如将 A、B 两点直接连接或接一个电阻，
9、对电路工 作有无影响？ 解：根据题图 1-10 所示，该电路有两个独立 的回路，共用一个参考点；判定 A、B 两点连接 后对原有电路的工作有无影响（即有无电流流过） 的依据，首先要确定 VA和 VB的电位是否相等， 两点电位分别为V844416VV8208128VBA=+=+=由于两点电位相等，所以 A、B 点连接后，对电路工作无影响。1-11 在题图 1-11 中，在开关 S 断开和闭合的两种情况下试求 A 点的电位。解：在开关 S 断开时，电路如解题图 7(a)所示，根据电位差和电压的关系即 I1020V123 A则 V84. 584.1712109 .2624201210)39 . 32
10、0()12(12102012I102012V3333 AAk20V12Sk3 k9 . 3V12题图1-11 V61 V2012484AB题图1-10 Ak20V12Sk3 k9 . 3V12解题图7(a)IAk20V12Sk3 k9 . 3V12解题图7(b)I6在开关 S 闭合时，电路如解题图 7(b)所示，此时电路中的12V 和12V 两个电源将分别独立作 用一个回路，VA就是 3.9k 电阻上的电压降，即V96. 1109 . 310)9 . 320(12V3 3A1-12 计算题图 1-12 所示两电路中 a、b 间的等效电阻。abR解：图（a）24/4)22/(4)3636 444
11、4/(4)3/64/4/(4Rab注：上式中的符号“/”表示电阻并联，符号“”表示电阻串联，在计算串、并联等效电阻时 应遵循先并联、后串联、括号运算优先的原则。图（b）12/2) 3/3/32/2/(2Rab1-13 在题图 1-13 中，R1 = R2 = R3 = R4 = 300，R5 = 600，试求开关断开和闭合时和之间的Sab 等效电阻。 解：当开关 S 断开时，a、b 之间的等效电阻200600/600/600)RR/()RR/(RR42315ab当开关 S 闭合时，a、b 之间的等效电阻)a ()b(题图1-12 446354abab33322 21R2R3R4R5RSab题图
12、 1-13 7200300/600)300/300300/300/(600)R/RR/R/(RR43215ab1-14 题图 1-14 所示的是直流电动机的一种调速电阻，它由四个固定电阻串联而成。利用几个开关的 闭合或断开，可以得到多种电阻值。设四个电阻都是,试求在下列三种情况下,两点间的电1ab 阻值：（1）S1和 S5闭合，其它断开；（2）S2，S3和 S5闭合，其它断开；（3）S1，S3和 S4闭合， 其它断开。解：（1）当 S1和 S5闭合，其它开关断开 时，电路如解题图 8(a)所示，a、b 间的等效电阻。3111RRRR321ab（2）当 R2、R3和 R5闭合，其它开关断开时，电
13、路如解题图 8(b)所示，等效电路如解题图 8(c)所 示，a、b 之间的等效电阻33. 11/1/11R/R/RRR4321abab1S2S3S4S5S1R2R3R4R题图1 -14ab1S5S1R2R3R4R解题图8(a)ab1S3S4S1R2R3R4R解题图8(d)ab1R2R3R4R解题图8(f)ab2S3S5S1R2R3R4R解题图8(b)ab1R2R3R4R解题图8(c)8（3）当开关 S1、S3和 S4闭合，其它开关断开时，电路如解题图 8(d)所示，其等效电路如解题图 8(f)所示，a、b 之间的等效电阻5 . 01/1R/RR41ab1-15 题图 1-15 所示是一衰减电路
14、，共有四档。当输入电压 U1 = 16 V 时，试计算各档输出电压 U2 。解：当电路连接 a 档时，如解题图 9(a)所示，输出电压等于输入电压，即V16UU12当电路连接 b 档时，如解题图 9(b)所示，输出电压为 16V 的分压，即V6 . 110116)455/(5 . 545/5 . 545)455/(5 . 545/5 . 5UU12当电路连接 c 档时，如题图 1-9 所示，输出电压为 1.6V 的分压，即1U2U5 . 55 . 50 . 5454545abc d题1-15图1U2U5 . 55 . 50 . 5454545abc d解题图9(a)1U2U5 . 55 . 50 . 5454545abcd解题图9(c)1U2U5 . 55 . 50 . 5454545abc d解题图9(b)9V16. 01016 . 1)455(5 . 545)455(5 . 56 . 1U2当电路连接 d 档时，如解题图 9(c)所示，输出电压为 0.16V 的分压，即V016. 010116. 0545516. 0U21-16 题图 1-16 所示的是由电位器组成的分压电路，电位器的电阻 RP = 270，两边的串联电阻 R1 = 350，R2 = 550。设输入电压 U1 = 12 V，试求输出电压 U2的变化范围。 解：当
