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1、第1章 习题与解答1.1 在图1.8.1中，四个元件代表电源或负载。电流和电压的参考方向如图1.8.1（a）所示，通过实验测量得知 I1 2A I22A I34A U110 V U2 70 V U370 V U480 V (1) 试标出各电流的实际方向和各电压的实际极性(可另画一图)；(2) 判断哪些元件是电源？哪些是负载？(3) 计算各元件的功率，电源发出的功率和负载取用的功率是否平衡?4+132+ 图1.8.1（a）习题1.1电路的参考方向 解：（1）根据图1.8.1（a）中各元件上的已知条件，如果已知数值为正，说明它的实际方向与参考方向一致，则图中的方向不变；否则两者方向则相反，则实际方
2、向与原图中的参考方向应相反。故得到它们的实际方向，如图1.8.1（b）所示。4+132+图1.8.1（b） 习题1.1电路的实际方向(2) 根据图1.8.1（a）各元件上电压、电流的参考方向和元件功率的正负值加以判断。元件1：和U1为关联方向，则P1= U1I1= 210=20W0，故它是负载。元件3: 和U3为关联方向，则P3= U3I3= 704= 280W0，故它是负载。(3) 电源发出功率 E=P1+P3=+= 20280= 300W 负载取用功率 R= P2+P4=+=702+（80）（2）=300W，则E=R，所以电路中的功率平衡。1.2 有一只36 V /1W的指示灯，需要接到1
3、27V的电源上。试求：(1)应在指示灯电路中串多大阻值的电阻；(2)该电阻应选用多大瓦数。解：指示灯的额定电压=36V ,额定功率=1W ，则额定电流=0.028A接在127V的电源上，要保证指示灯工作在额定电压下，所以应串接的电阻的压降为=127 36 = 91V而通过电阻电流等于指示灯的额定电流，故该电阻值为=3250且电阻的额定功率= 910.028 2.4W。因此，可选阻值为3.3K，瓦数选取不小于2.5W的标称电阻。1.3 在图1.8.2电路中，当开关S断开时电压表V的读数为10V，开关闭合时电压表的读数为9.5V，电流表A读数为0.8A。试求电源的电动势E和内阻(提示：可忽略电压表
4、和电流表的内阻影响)。R0+VARS图1.8.2 习题1.3的电路解：当S断开时，电源电动势E就是电压表的读数 ，则E=10V。当S闭合后，电流I = ，则R上的电压等于电压表读数，故上的压降为所以内阻为1.4 在图1.8.3电路中，试求出A点的电位。AIs4864V1AUs+4VL1k2k+9V12V_A4k6k+6V5V+_ABB (a) (b) (c) 图1.8.3 习题1.4的电路 解：对于图（a），B点电位直接接到6V上，所以B点电位为6V，A点到B点没有电流，所以A对B的电压UAB为5V。这样，A点电位为5V+6V=1V。对于图（b），由于电感L对直流视为短路，所以A点电位等于4V
5、。对于图（c），B点对地没有电流，所以B点电位为4V；而8上的电流为1A，则压降为8V，极性是右正左负，所以A点电位为8V4V=4V。更详细的解题方法，可以应用第2章的分析方法来求解。1.5 在图1.8.4所示电路中，试求(1)开关闭合前后电路中的电流I1和I1 ；(2)计算 60w和100w电灯在220V电压(理想电压源)下工作时的电阻，哪个电阻大？(3)这两盏电灯一个月(按30天计算，每天用电8个小时)消耗多少度电？(4)若由于接线不慎，100W电灯被短路，后果如何？60W220V220VS+_100W220V熔断器I1II2图1.8.4 习题1.5电路 解：(1) S闭合前，由于电源内阻
6、被视为0，故电源端电压U = E = 220V，60W灯处在220V的额定电压下，此时 I1 = = = 0.273A而100W灯未接通电源，I2 = 0，此时I = I1 =0.273A。S闭合时，60W和100W灯都处在220V额定电压下。由于端电压和60W负载不变，所以电流I1 不变，则I2 = = 0.455A，此时I = I1 + I2 = 0.273 + 0.455 = 0.728A 。(2)在额定电压下，电灯消耗的功率为额定功率，故60W和100W的电阻和分别为 = =807 = = 484由上述计算可见，功率小的60W电灯，其电阻较大。(3)60W电灯消耗的电能=t = 603
7、08 = 14.4kWh = 14.4(度) 100W电灯消耗的电能=t = 100308 = 24kWh = 24(度) 则两盏电灯每月消耗的电能为38.4 kWh(度)（4）若100W电灯被短路，则电源被短路，I很大，使熔断器的熔丝烧断而断开电源，起短路保护作用。此时，60W灯熄灭；100W灯也无电流通过，一般不会烧断灯丝。1.6 已知UN= 10V，I= 1A，电流和电压的参考方向如图1.8.5中所示。试求UAB。UNA+B37NR1R2_I图1.8.5 习题1.6的电路解： UAB = I R1 UN + I R2 = 13 10 + 17 = 0V1.7 图1.8.6是采用“伏安法”
8、测量直流电机励磁线圈电阻R的电路。电压表的读数为220，电流表的读数为。(1)当忽略电流表的内阻时，试求励磁线圈的电阻值；(2)如果电流表的量程为1A，内阻为，试求励磁线圈的电阻值；(3)如果人为误将电流表当作电压表使用而并联到电源220V上时，其后果如何？+RVA图1.8.6 习题1.7的电路解：(1)忽略电流表内阻时，励磁线圈的电阻值为R = = = 440 (2)电流表内阻R0为。此时励磁线圈的电阻值为R = = 0.4 = 439.6 (3)若将电流表并联在220V电源上，则通过电流表的电流为 = = = 550A远超过电流表的量程，易导致电流表损坏。1.8 有一无源二端电阻网络如图1
9、.8.7(a)所示。通过实验测得：当U10 V时，I2 A；并已知该电阻网络用四个3的电阻构成，试问这四个电阻是如何连接的？+UI 图1.8.7(a) 习题1.8电路 +UI3333解：此电阻网络总电阻R= = = 5。可视为一个3电阻和2电阻串联，而2电阻可由6和3电阻并联而成，6电阻由2个3电阻串联而成，具体连接如图1.8.7(b)所示。图1.8.7(b) 习题1.8电路的解答1.9 有一直流发电机，其电动势为36V，内阻RS为1，在外接负载电阻为10时，发电机的端电压是多少？若外接的电阻为5时，发电机的端电压又为多少？解：当外接电阻为10时，端电压U = = = 32.7V当外接电阻为5
10、时，端电压U = = = 30V。1.10 有一台直流发电机，其铭牌上标有40kW，230V，IN=174A。试问在什么情况下发电机处于空载、轻载、满载和过载运行？解：直流发电机的铭牌数据就是额定值，即额定功率PN = 40kW，额定电压UN =230V，额定电流IN =174A。发电机空载运行指其输出端未接负载，I = 0 ，P = 0，故空载电压U = E R0I = E，而UN = E R0IN，故U大于UN。发电机轻载运行指其输出端接负载后，I IN ，P IN时发电机为过载运行，在允许过载范围内实际输出功率P 略大于 PN。严重过载或长时间过载都是不允许的。1.11 两只金属膜电阻，
11、其额定值分别为2W、10k和W、800，当将它们串联使用时，允许通过电阻的最大电流和两端最高允许电压各为多少？解：两只金属膜电阻允许通过的额定电流分别为 = = = 14mA ， = = = 25mA 若将两者电阻串联，电流相等，即允许通过的最大电流为14mA，两端最高允许电压为U = (+) = 0.014 (10000 + 800) = 151.2V。L+_+24624mAmS01.12 电路如图1.8.8(a)所示，电感元件L=0.2H，通过的电流波形如图1.8.8(b)所示。试求电感中产生感应电动势和电感两端电压的波形。(a) (b)图1.8.8 习题1.12电路解：根据 = ，可知，
12、在输入04ms期间， = 0.21= 0.2V；在输入46ms期间， = 0.22=0.4V。结合(b)图，可绘出两者波形，如图1.8.9所示。ms200.40.20.20.4mstV6420.40.200.20.4tVu24664图1.8.9 习题1.12电路的解答波形第2章 习题与解答2.1 在图2.10.1所示电路中，E6 V，I1A，R13，R23，R3=6, R4=6，R5=2。试分别应用支路电流法和网孔电流法求解I2和I3。解：(1)应用支路电流法求解I2和I3对于图2.10.1中的结点和结点，由KCL得：I5I1I2I2II3对abgha和bcfgb回路，分别由KVL得：I5 R5+I1 R1= E I2 R2+ I3 R3 =I1 R1联立以上4个方程，并求解得出：I2= 0.24A I3=0.76A(2)应用网孔电流法I2和I3
