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1、 1 / 302012级材料类电工学（李彬彬版）（计算题必考题：叠加定理，戴维南定理，异步电动机，单相正铉交流电，支路电流法等等总共40分）第1章 直流电路 习题参考答案一、 填空题：1. 任何一个完整的电路都必须有 电源 、 负载 和 中间环节 3个基本部分组成。具有单一电磁特性的电路元件称为 理想 电路元件，由它们组成的电路称为 电路模型 。电路的作用是对电能进行 传输 、 分配 和 转换 ；对电信号进行 传递 、 存储 和 处理 。2. 反映实际电路器件耗能电磁特性的理想电路元件是 电阻 元件；反映实际电路器件储存磁场能量特性的理想电路元件是 电感 元件；反映实际电路器件储存电场能量特性
2、的理想电路元件是 电容 元件，它们都是无源 二端 元件。3. 电路有 通路 、 开路 和 短路 三种工作状态。当电路中电流、端电压U0时，此种状态称作 短路 ，这种情况下电源产生的功率全部消耗在 内阻 上。4.从耗能的观点来讲，电阻元件为 耗能 元件；电感和电容元件为 储能 元件。5. 电路图上标示的电流、电压方向称为 参考方向 ，假定某元件是负载时，该元件两端的电压和通过元件的电流方向应为 关联参考 方向。二、 判断题：1. 理想电流源输出恒定的电流，其输出端电压由内电阻决定。 （错）2. 电阻、电流和电压都是电路中的基本物理量。 （错）3. 电压是产生电流的根本原因。因此电路中有电压必有电
3、流。 （错）4. 绝缘体两端的电压无论再高，都不可能通过电流。 （错）三、选择题：（每小题2分，共30分）1. 当元件两端电压与通过元件的电流取关联参考方向时，即为假设该元件（A）功率；当元件两端电压与通过电流取非关联参考方向时，即为假设该元件（B）功率。A、吸收； B、发出。2. 一个输出电压几乎不变的设备有载运行，当负载增大时，是指（ C ）A、负载电阻增大； B、负载电阻减小； C、电源输出的电流增大。3. 当电流源开路时，该电流源内部（ C ）A、有电流，有功率损耗； B、无电流，无功率损耗； C、有电流，无功率损耗。4. 某电阻元件的额定数据为“1K、2.5W”，正常使用时允许流过的
4、最大电流为（ A ）A、50mA； B、2.5mA； C、250mA。四、计算题1.1已知电路如题1.1所示，试计算a、b两端的电阻。解: (1)在求解电阻网络的等效电阻时，应先将电路化简并转化为常规的直流电路。该电路可等效化为：(b)先将电路图化简,并转化为常规直流电路。 就本题而言,仔细分析发现25和5电阻被短路,则原图可化为:1.2 根据基尔霍夫定律，求图1.2所示电路中的电流I1和I2；解：本题所涉及的基本定律就是基尔霍夫电流定律。基尔霍夫电流定律对电路中的任意结点适用，对电路中的任何封闭面也适用。本题就是KCL对封闭面的应用。对于节点a有:I1+2-7=0对封闭面有:I1+I2+2=
5、0解得: I1=7-2=5(A) , I2=-5-2=-7(A) 1.3 有一盏“220V 60W”的电灯接到。（1）试求电灯的电阻；（2）当接到220V电压下工作时的电流；（3）如果每晚用三小时，问一个月（按30天计算）用多少电？解: 由题意:根据 R=U2/P 得：电灯电阻 R=U2/P=2202/60=807()根据 I=U/R或P=UI得:I=P/U=60/220=0.273(A)由 W=PT 得W=606060330 =1.944102 (J)在实际生活中，电量常以“度”为单位，即“千瓦时”。对60W的电灯，每天使用3小时，一个月(30天)的用电量为:W=60/1000330=5.4
6、(KWH)1.4 根据基尔霍夫定律求图1.3图所示电路中的电压U1、U2和U3。解:根据基尔霍夫电压定律，沿任意回路绕行一周，回路中各元件上电压的代数和等于零。则对abcka回路: 2-U2-2=0U2=0对cdpkc回路：-4-U1+U2=0U1=-4(V)对 eghce回路：-U3-10+5+U2=0 U3=-5(V)1.5 已知电路如图1.4所示，其中E1=15V，E2=65V，R1=5，R2=R3=10。试用支路电流法求R1、R2和R3三个电阻上的电压。解：在电路图上标出各支路电流的参考方向，如图所示，选取绕行方向。应用KCL和KVL列方程如下 代入已知数据得 解方程可得I1=-7/4
7、（A），I233/8（A），I319/8（A）。三个电阻上的电压电流方向选取一至，则三个电阻上的电压分别为：U1=I1R1=-=-35/4（V）U2=I2R2=165/4（V）U3=I3R3=38/4（V）1.6 试用支路电流法，求图1.5所示电路中的电流I1、I2、 I3、I4和I5。（只列方程不求解）解：在电路图上标出各支路电流的参考方向，如图所示，三回路均选取顺时针绕行方向。应用KCL和KVL列方程如下 如给定参数，代入已知，联立方程求解即可得到各支路电流。1.7 试用支路电流法，求图1.6电路中的电流I3。解：此图中有3支路，2节点，但有一支路为已知，所以只需列两个方程即可。外回路选取
8、顺时针绕行方向。应用KCL和KVL列方程如下I2=5（A）所以：I1=-2（A），I3=3（A）1.8 应用等效电源的变换，化简图1.7所示的各电路。解：1.9 试用电源等效变换的方法，求图1.8所示电路中的电流I。解：利用电源等效变换解题过程如下：由分流公式可得：I=5(A)1.10 试计算题1.9图中的电流I。解： 由于题目中没有要求解题方法，所以此题可用电压源与电流源等效变换、支路电流法、叠加原理、戴维南定理等方法进行求解，下面用戴维南定理求解。（1）先计算开路电压，并将电流源化成电压源，如下图。(A)UOC=-2+12-62/3=6(V)（2）再求等效电阻Rab将恒压源和恒流源除去，得
9、电路如图。()（3）由戴维南定理可知，有源二端网络等效为一个电压源，如图。(A)1.11 已知电路如图1.10所示。试应用叠加原理计算支路电流I和电流源的电压U。解：（1）先计算18V电压源单独作用时的电流和电压，电路如图所示。(A)(V)（2）再计算6A电流源单独作用时的电流和电压，电路如图所示。(A)(V)（3）两电源同时作用的电流和电压为电源分别作用时的叠加。(A)(V)1.12 电路图1.11所示，试应用叠加原理，求电路中的电流I1、I2及36电阻消耗的电功率P。解：（1）先计算90V电压源单独作用时的电流和电压，电路如图所示。（A）（A）（A）（2）再计算60V电压源单独作用时的电流
10、和电压，电路如图所示。（A）（A）（A）（3）两电源同时作用的电流和电压为电源分别作用时的叠加。（A）（A）（A） （4）36电阻消耗的电功率为（W）1.13 电路如图1.8所示，试应用戴维南定理，求图中的电流I解：（1）先计算开路电压，并将12A、6电流源化成电压源，如下图。由于此电路仍为复杂电路，因此求开路电压仍可用所有分析计算方法计算，现用支路电流法进行求解，设各支路电流及参考方向如图所示。由KCL和KVL得：解得：I1=8/9（A），I24/9（A），I3-4/3（A）（V）（2）再求等效电阻Rab将恒压源和恒流源除去，得电路如图。（）（3）由戴维南定理可知，有源二端网络等效为一个电压
11、源，如图。(A)1.14 电路如图1.12所示，试应用戴维南定理，求图中的电流I。解：（1）先计算开路电压，并将3A、6电流源化成电压源，如下图。由于此电路仍为复杂电路，因此求开路电压仍可用所有分析计算方法计算，现用支路电流法进行求解，设各支路电流及参考方向如图所示。由KCL和KVL得：解得：I1=4/3（A），I2-1/2（A），I35/6（A）（V）（2）再求等效电阻Rab将恒压源除去，得电路如图。Rab=4612=2()（3）由戴维南定理可知，有源二端网络等效为一个电压源，如图。(A)1.15 电路如图1.11所示，试应用戴维南定理，求图中的电压U。解：（1）先计算开路电压，如下图。UO
12、C=-116+1=-15(V)（2）再求等效电阻Rab将恒压源和恒流源除去，得电路如图。Rab=1()（3）由戴维南定理可知，有源二端网络等效为一个电压源，如图。(A)U=4I=4()=-12(V)1.16 电路如图1.11所示，如果I3=1A，试应用戴维南定理，求图中的电阻R3。解：（1）先计算开路电压，如下图。(A)(V)（2）再求等效电阻RAB将恒压源除去，得电路如图。()（3）由戴维南定理可知，有源二端网络等效为一个电压源，如图。当I3=1A时，则所以 R3=80-4=76（）1.17 电路如图1.14所示，已知15欧电阻的电压降为30V，极性如图1.14所示。试计算电路中R的大小和B
13、点的电位。解：设R电阻上的电压和电流如图所示。由KCL可知I2=2+5=7(A) ，I=I2-2-3=2（A）， (A)由KVL得，（绕行方向选顺时针方向）U-100+30+5I2=0U=100-30-35=35 (V)（）1.18 试计算图1.15中的A点的电位：（1）开关S打开；（2）开关S闭合。解：（1）当开关S打开时，将电位标注的电路复原为一般电路，如图（a）所示。由KVL得(3+3.9+20)I=12+12I=0.892(mA)UA=-20I+12=-5.84(V)（2）当开关S闭合时，将电位标注的电路复原为一般电路，如图（b）所示。由KVL得(3.9+20)I=12I=0.502(
14、mA)UA=-20I+12=1.96(V)第二章 正弦交流电路 习题参考答案一、填空题：1. 表征正弦交流电振荡幅度的量是它的 最大值 ；表征正弦交流电随时间变化快慢程度的量是 角频率 ；表征正弦交流电起始位置时的量称为它的 初相 。三者称为正弦量的 三要素 。2. 电阻元件上任一瞬间的电压电流关系可表示为 u = iR ；电感元件上任一瞬间的电压电流关系可以表示为 ；电容元件上任一瞬间的电压电流关系可以表示为。由上述三个关系式可得， 电阻 元件为即时元件； 电感 和 电容 元件为动态元件。3. 在RLC串联电路中，已知电流为5A，电阻为30，感抗为40，容抗为80，那么电路的阻抗为 50 ，该电路为 容 性电路。电路中吸收的有功功率为 450W ，吸收的无功功率又为 600var 。二、 判断题：1. 正弦量的三要素是指最大值、角频率和相位。 （错）2. 电感元件的正弦交流电路中，消耗的有功功率等于零。 （对）3. 因为正弦量可以用相
