电路基础贺洪江王振涛课后习题答案解析集.doc

【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流第一章第二章第三章第四章第五章第六章 电路基础贺洪江王振涛课后习题答案解析集.精品文档.第七章 电路的基本概念和基本定律习题解答1-1 题1-1图所示电路，求各段电路的电压Uab及各元件的功率，并说明元件是消耗功率还是对外提供功率？(a)(b)(d)(e)(f) a6V-+b2Aa-8V-+b1Aa-10V-+b-8A(c)a-8V-+b-2Aa16V-+b-2Aa-6V-+b-1A题1-1图 解 根据功率计算公式及题给条件，得（a）Uab=6V, P=6×2= 12W 消耗功率（b）Uab=-8V，P=1×(-8)=-8W 提供功率（c）Uab=-10V, P=-(-8)(-10)=-80W 提供功率（d）Uab=-8V, P=-(-2)(-8)=-16W 提供功率（e）Uab=-(-6)=6V, P=-(-1)(-6)=-6W 提供功率（f）Uab=-16V, P=(-2)16=-32W 提供功率1-2 在题1-2图所示各元件中，已知：元件A吸收66W功率，元件B发出25W功率；元件C吸收负68W功率，求iA、uB和iC。题1-2图6V+ - iA uB + - -5A-4V+ - iC C 解 根据题意，对元件A，有PA=6iA=66, iA=11A对元件B，有PB=-5uB=-25, uB=5V对元件C，有PC=-4iC=-68, iC=17A1-3 题1-3图所示电路中，5个元件代表电源或负载。通过实验测量得知：I1=-2A，I 2=3A，I 3=5A，U1=70V，U2=-45V，U3=30V，U4=-40V，U 5=-15V。（）试指出各电流的实际方向和各电压的实际极性？（）判断那些元件是电源；那些元件是负载？题1-3图+-+-+-（）计算各元件的功率，验证功率平衡？解（1）图中虚线箭头为各支路电流的实际方向。、 极性为各元件电压的实际极性。 （2）按实际方向判断元件的状态：U、I关联者为负载，U、I非关联者为电源。据此可判断元件1、2为电源，元件3、4为负载。也可按书上的方法判断如下：P1=U1I1=70×（-2）=-140 WP2=U2I2=-45× 3=-135 WP3=U3I3=30× 5=150 WP4=U4I1=-40×（-2）=80 WP5=-U5I2=-（-15）×3=45 W因为P1<0、P2<0，故元件1、2为电源；P3>0、P4>0、P5>0，故元件3、4、为负载。(3) 各元件的功率见（2），据此有P1+P2+P3+P4+P5=-140-135+150+80+45=0可知功率平衡。I 52A210V + -题1-4图 1-4 求题1-4图所示电路中各元件的功率，并验证功率平衡。解 由欧姆定律及KCL，得 各元件的功率为 WW可知功率平衡。1-5 题1-5图所示电路，写出各元件u与i的约束方程。(a)(b)(d)(e)(f) u(c)6V-+i6V-+-+2A题1-5图-+i2.5ku-+i30mH-+i20Fuu-+iu+-ui 解 根据各元件的伏安关系及题给条件得（a）u=-2.5×103i （b）u=-30×10-3=-3×10-2（c）i=-20×10-6=-2×10-5 （d）u=-6V（e）i=2A （f）u=-6V1-6 将额定电压为U0、额定功率为P0的电热丝（可看作线性电阻）切成长，然后加上电压U ，问此时电热丝消耗的功率P为多少？解 由题意可知，电热丝的原电阻为R0=切成长时的电阻为R=R0此时电热丝消耗的功率为P=P01-7 题1-7图（a）电容中电流i的波形如图（b）所示，已知,试求t=1s、t=3s和t=5s时电容电压u 。(b)i/At/s 5-5 1 (a) iu + -C 2F 题1-7图解 由图（b）所示电流i的波形图，可求得2.5t 0t2s= -2.5t+10 2st4s-5 t4s根据u(t)= u(0)+ ，可求得0.625t2+1 0t2s= -0.625t2+5t-4 2st4s-2.5t+16 t4s当t=1s，t=3s和t=5s时，有u(1)= 0.625×12+1=1.625Vu(3)= -0.625×32+5×3-4=5.375Vu(5)= -2.5×5+16=3.5V1-8 题1-8图（a）中，电感电压的波形如图（b）所示，已知i(0)=2A,试求当t=1s、t=2s、t=3s和t=5s时电感电流i。-1010u/V t/s 0 1 2 3 4 5 6 (b)题1-8图(a) iu + -L 2.5H 解 由图（b）所示u的波形图，可得5t 0t2s-10t+30 2st3s= 0 3st4s10t-50 4st5s0 t5s根据i(t)=i(0)+ ，可求出t2+2 0t2s-2t2+12t-10 2st3s= 8 3st4s2t2-20t+56 4st5s6 t5s当t=1s、 t=2s、 t=3s和t=5s时，有i(1)= 12+2=3Ai(2)= -2×22+12×2-10=6Ai(3)= -2×32+12×3-10=8Ai(5)= 2×52-20×5+56=6A1-9 图（a）所示电路中，求两电源的功率，并指出那个元件吸收功率？那个元件发出功率？图（b）所示电路中,指出哪个元件可能吸收或发出功率？解 （a）由题给条件及功率计算公式得计算表明，电压源吸收功率，电流源发出功率。（a）(b) 题1-9图 3A10V + -10V3A + -R （b）由，知电流源总是在发出功率。由，知电阻总是在吸收功率。电压源可能吸收或发出功率。1-10 图（a）所示电路中，求两电源的功率，并指出那个元件吸收功率？那个元件发出功率？图（b）所示电路中，哪个元件的工作状态与R有关？并确定R为何值时，该元件吸收功率、发出功率或功率为零？（a）(b) 题1-10图+3A-15V+3A-15V R + - 解 （a）由题给条件及功率计算公式得计算表明，电流源吸收功率，电压源发出功率。(b) 电压源发出45W功率。电阻吸收功率。电流源的工作状态与R有关。当，即R >=5时，电流源发出功率。当，即R <=5时，电流源吸收功率。当，即R =5时，电流源功率为零。1-11 求题1-11图所示电路中的电流I1、I2、I3、I4 。解 对结点A应用KCL，得I3=-8-6-4=-18A题1-11图15A4A 6A5A 10A I1I2DCI46ABA I37A8A对结点B应用KCL，得I4=15+7+I3 =15+7-18=4A对结点C应用KCL，得I1=10+I4-5 =10+4-5=9A对结点D应用KCL，得I2=I1+6+6 =9+6+6=21A1-12 题1-12图所示电路，已知US1=1V，US2=2V，US3=3V，IS1=1A，IS2=2A，IS3=3A，求各电源的功率，并说明吸收功率还是发出功率。- 题1-12图 U A C B + 解 各元件功率求解如下： 吸收 发出 吸收 发出 发出 发出1-13 题1-13图所示为某电路的一部分，试求ix、uab、 uad、 ude。 + ba 20V 2A 6V5V2A 10V 8A5A c d e 题1-13图 + + + - 解 按广义结点可求出ix=2+5-2-8=-3A应用KVL，得uab=3×2-5+6+5ix-20=6-5+6+5×(-3)-20=-28Vuad=3×2-5+10=11Vude=-10+6+4×8=28V1-14 题1-14图所示电路，求UAB、IX 。A B D C 6A10A4A 2AI1 I3IX 题1-14图2AI2 解 按广义结点可求出IX=4-10-2=-8A对结点D应用KCL，得I1=IX+2 =-8+2=-6A对结点A应用KCL，得I2=4+6-I1 =4+6-（-6）=16A对结点C应用KCL，得I3= I2+2-2 =16+2-2=16A应用KVL，得UAB=4I2 +5I3=4×16+5×16=144V1-15 题1-15图所示电路，求I、US 、R 。 3I1 6A15A 1 12A 5A R I I2 US I3 12 题1-15图 解 按广义结点得I=6-5=1A应用KCL，得I1=12+6=18A I3=15-I=15-1=14AI2=12+5-I3=17-14=3A应用KVL，得US=3I1+12I2=3×18+12×3=90VI3R=12I2-15×11-16 求题1-16图所示电路中的电流i。解 应用KVL，得 应用KCL，得 +-+i1H1Fuc题1-16图 1-17 求题1-17图所示电路的各支路电流。 -题1-17图4490V I1I4 22I5 I3110V20A 100V I2 + + + -解 对大回路应用KVL，得 4I1=-90+110+100I1=30A应用KCL，得 I2=I1-20=30-20=10AI4=I3-I1=I3-30 I5=I3-I2=I3-10 对上边的回路应用KVL，得 2I4+2I5=110将I4=I3-30，I5=I3-10代入上式，得 2(I3-30)+2(I3-10)=110求出 I3=47.5AI4=I3-30=47.5-30=17.5AI5=I3-10=47.5-10=37.5A1-18 求题1-18图所示电路中电流表的读数及UBC 。 + I19 3510V 5 6 2B CI2 I 题1-18图 A - 解 由欧姆定律得I=0.6757A即电流表的读数为0.6757A。由分流关系得I1=×0.6757AI2=×0.6757A应用KVL，得UBC=-9I1+6I2=0.6757×(-9×+6×)=0 V1-19 求题1-19图所示电路中各支路电压和支路电流。 3 1 2 (a) (b) 3V1V 2V 题1-19图 + abcd- + - + -2S 2A1A 3S 1S3Aabcd 解 （a）应用KVL，得Uab=2+3=5VUac=2+3-1=4VUcd=1-3=-2V应用欧姆定律及KCL，得Iab=AIac=4AIcd=-1AIad=-Iab -Iac=-4=-A Idb=Iad +Icd=-+(-1)=-AIbc=Iab +Idb=-=-5A (b) 应用KCL，得Iba=3-1=2AIac=Iba +2=2+2=4AIcd=2+3=5A应用欧姆定律，得Uba=1VUac=4VUcd=V应用KVL，得Uad= Uac+Ucd=4+=VUbc= Uba+Uac=1+4=5VUbd= Uba+Uac+Ucd =1+4+=V1-20 求题1-20图所示电路中的电流IA、 IB、 IC 。解 应用欧姆定律，得Iab=2.5AIbc=2.5A- + IA A15V5V 6 2Iab aC Bcb 10V4Ibc IcaIBIC题1-20图 + + -Ica=-2.5A对结点a、b、c应用KCL，得IA=IabIca=2.5-(-2.5)=5AIB=IbcIab=2.5-2.5=0A IC=IcaIab=-2.5-2.5=-5A + 1V2A 3VR3R1 R2I1I2 题1-21图- + + -1-21 题1-21图所示电路，已知R2的功率为2W，求R1 、R2和R3 。解 应用KVL，得=3-1=2V由=得= =2由欧姆定律，得I2=1AR3=1应用KCL及欧姆定律，得I1=2 -I2=2-1=1AR1=31-22 求题1-22图所示电路中的US、R1 和R2 。-325V USI2 题1-22图 2A 3VR1 R2I1 + + - + - + 解 应用KCL、KVL及欧姆定律，得I2=1.5AI1=2-I2=2-1.5=0.5A=5-3 =2VR2=1.3333R1=10=3×2+5=11V1-23 求题1-23图所示电路中a、b两的点电位Va、Vb 。I 12ac52A8V3Vbd题1-23图 + + - 解 因8V电压源不形成回路，故其中无电流，则A 因Vd=0V，故有 Vc=Vd-5×2=-10VVa=8+ Vc =8-10=-2 V Vb=-1×I + Va =-1×1-2=-3 V 1-24 求题1-24图所示电路中的各点电位。-6V 4I2 6VCd 3A2A1 b a 题1-24图 2 + + - 解 因端口a、d开路，故有I=1A电路中各点电位分别为Vc=0VVd= Vc +6+2×3=12VVb= Vc-2I=-2×1=-2VVa= Vb-2×1 =-2-2=-4V1-25 求题1-25图所示电路中 a、b两点间的电压Uab 。题1-25图-100V -50V +200V 40k I1 5+200V5k 6k620kI2ab 解 应用欧姆定律，得I1=6.5217 mAI2=10 mA则Va=6I1+(-100)=6×6.5217-100=-60.8698 VVb=5I2+(-50)=5×10-50=0 Uab=Va Vb=-60.8698 V1-26 求图（a）电路在开关S打开和闭合两种情况下A点的电位。求图（b）所示电路中B点的电位。 (a)(b) 题1-26图R3R1 R25I3I2B-50V +50V 10 I1 20-12V 3k 3.9kS20k+12V A 解 （a）S打开时，有VA=×20+12=-5.8439 VS闭合时，有VA=×20+12=1.9582 V （b）应用欧姆定律，得I1=5-0.1VB I2=10+0.2VBI3=0.05VB对结点B应用KCL，有I1=I2+I3即5-0.1VB=10+0.2VB+0.05VB求出第二章 电路的等效变换习题解答题2-1图ABCDRRRRRR(b)ABCDRRRRR(a)2-1 求题2-1图所示电路AB、AC、BC间的总电阻、。解 （a）由串并联关系得（b）由串并联关系得2-2 求题2-2图所示电路的等效电阻和 。 解 （a）由串并联关系得（b）由串并联关系得题2-2图(a)(b)48491.5410abcd4363886abcd 2-3 求题2-3图所示二端网络的等效电阻。(a)题2-3图20515766abcd121212126464ab(b)解 （a）由串并联关系得（b）由串并联关系得2-4 求题2-4图所示电路在开关S打开和闭合两种情况下的等效电阻。解 （a）S打开时，有S闭合时，有（b）S打开时，有d7.51057.51510S1510abc题2-4图(a) (b)1020abS10101010S闭合时，有44816abS题2-5图2-5 求题2-5图所示电路，当开关S打开和闭合时的等效电阻。解 S打开时，有S闭合时，有2-6 题2-6图所示电路，若使电流I=2A，求R=?+20161622020VcRIba-题2-6图解 由图示电路可求出2-7 题2-7图所示电路，求U及I。(b)Ia+b362AU-641AII1+3186U-题2-7图(a)解 （a）由图示电路得（b）由图示电路得2-8 求题2-8图所示电路中的电阻R、电流I、电压U。I+6V215VR+-(a) 题2-8图(b)I1+5A2A6URU-解 （a）由欧姆定律得I=3AR =2=2=3（b）由KCL得R =92-9 求题2-9图所示电路中的i、u及电流源发出的功率。9A64U+i6i+u-题2-9图8解 按分流关系有i=6A按分压关系有u=×4=×4=12V电流源发出的功率为P=9×6i=9×6×6=324W2-10 求题2-10图所示电路中的i、u及电压源发出的功率。i154106u+20Vi+题2-10图解 按分压关系有u=10V则i=1A电压源发出的功率为2-11 求题2-11图所示电路中的i1、i2、i3和i4。ab410203020A题2-11图解 由欧姆定律得= 4.6154A=11.5385A=2.3077A=1.5385A2-12 求题2-12图所示电路中的u和i。4S6S3S6S2S3S9Aabu+-i题2-12图解 由欧姆定律得2-13 计算题2-13图所示电路中的U和I 。205307050V-+-+U1UI1I2I题2-13图解 由分压关系得由欧姆定律得由KCL得2-14 求题2-14图所示电路中的U和I。8I36164V+-U-+2题2-14图1解 由欧姆定律得I=1AU=I×(3|6)=1×(3|6)=2V2-15 在题2-15图(a)所示电路中，求U及I。若用内阻为5k的电压表测电压U，见图(b)，求电压表的读数。若用内阻为10的电流表测电流I，见图(c)，求电流表的读数。根据以上结果，分析在测量时，仪表内阻的大小对测量准确性的影响。为保证测量准确，对内阻有什么要求?题2-15图(a) (b) (c)+-+5555220VUI-+-+5555220VUI-V+-5555220VI解 在图(a)中，按欧姆定律得I=2AU=I×55=2×55=110V在图(b)中，按分压关系得U=109.3983V即电压表的读数为109.3983V。在图(c)中，按欧姆定律有I=1.8333A即电流表的读数为1.8333A。由以上计算结果可知，电压表、电流表的内阻均使其读数小于其真实值，使测量的结果不够准确。为保证测量准确，电压表的内阻应尽量大一些，电流表的内阻应尽量小一些。开关表头+-IgU2U3U4R1R2R3R4R5U1表笔AU5题2-16图2-16 一多量程电压表测量电路如题2-16图所示。已知表头内阻Rg=3500，满偏转电流Ig=10µA，其量程为:U1=1V，U2=2.5V，U3=10V，U4=50V，U5=250V。试求各分压电阻。解 由欧姆定律得R1=3500=3500=96.5 kR2=150 kR3=750 kR4=4 MR5=20 M2-17 一多量程电流表测量电路如题2-17图所示。已知表头内阻Rg为3750。满偏转电流为Ig=40µA，其量程为:I1=50µA，I2=1mA，I3=10mA，I4=100mA，I5=500mA。求各分流电阻。I3I2I4I5I1开关表头+-IgR1R2R3R4R5表笔A题2-17图解 由欧姆定律得R1+R2+R3+R4+R5= =15000 (1)R2+R3+R4+R5= =156.25+4.1667×10-2R1 (2)由上面两式可求出R1=14250类似地可得出R3+R4+R5= =72.2892+4.01606×10-3R2 (3)由(2)、(3)式得R2=675同理得R4+R5= =7.4729892+4.0016006×10-4R2 (4)由式(3)、(4)得R3=67.5同理得R5= =1.49952+8.0006401×10-5R4 (5)由式(4)、(5)得R4=6将R4=6代入(5)式得R5=1.52-18 题2-18图(a)、(b)所示两个电路，求a、b两端的等效电阻。解 (a)将10、20、5所连接成的星形等效变换成三角形，如图(c)所示。其中R12=10+20+=70R23=20+5+=35R31=10+5+=17.5则Rab=25+R31|(30|R12+15|R23)=25+17.5|(30|70+15|35) =36.2525153010205b a(a) (b)1112222ab301525R12R31R23ab(c)R31abR12R12R23R23R312(d)题2-18图(b)先将两个星形联结1、1、2和2、2、1等效变换成三角形联结，如图(d)所示。其中R12=2+2+=8R23=1+2+=4R31=2+1+=4R=1+1+=2.5R=1+2+=5R=2+1+=5则Rab=R|R31|(R|R12+R23|R|2) =5|4|(2.5|8+4|5|2) =1.268830506040102080ba(a) ab(b)(d)题2-19图(c)R2R3R150402080baab2-19 求题2-19图(a)、(b) 所示两个电路的等效电阻Rab。已知图(b)中所有电阻均为3。解 (a)将图(a)等效变换成图(c)所示电路，其中R1=18R2=3R3=6则Rab=20+R1+(R2+40)|(R3+50)+80=20+18+(3+40)|(6+50)+80=142.323(b)将图(b)等效变换成图(d)所示电路，其中每个电阻为R=×3=1则Rab=1+(1+1)| (1+1+1+1)+1=3.3332-20 求题2-20图(a)、(b)、(c)、(d)所示电路的等效电源模型。(a) (b)(c)(d)题2-20图R1R2US+-ISR1R2R1R2US+-R1R2IS(e) (f)(g)(h)R1+ R2ISR2+-R1+-USISR2解 (a)、(b)、(c)、(d)所对应的等效电源模型为(e)、(f)、(g)、(h)。2-21 利用电源等效变换求题2-21图(a)、(b)所示电路中的电压uab和i。(b)(a)o10V2326106A6V20V2A+-i1iab12Vo+-ab46210116V20V1A2Ai10-223106V5A2A2Aiab+6Ao-223106V3A4Aab+oi-(c) (d)a6Vb+-2.03779.2308V226Voi1-8Aoab+-4210165A2A2Aii11V(e) (f) oab-+11061.33333A1Vii1oab+i