2022年电工电子技术课后知识题目解析 .pdf

第一章1.1 在图 1-18 中，五个元件代表电源或负载。电压和电流的参考方向如图所标，现通过实验测得I1 = 4A I2 =6A I3 =10A U1 =140V U2 = 90V U3= 60V U4 = 80V U5=30V , (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、哪些元件是负载？(3) 计算各元件的功率，电源发出的功率和负载消耗的功率是否平衡？题1-18 图际极性如改画图所示: (2) 根据电源和负载的定义及电路图可知：元件 3、4、5 是电源，元件1、2 是负载。(3) 电源发出的功率60 10 80 4 30 6 1100W 负载消耗的功率解：(1)将原电路图根据实测的电压、电流值重新标出各电流的实际方向和电压的实U1 U2 U1 U2 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 45 页 - - - - - - - - - PR U1I1 U2I2140 4 90 6 1100W Ps PR , 电路的功率守恒。1 . 2 在图 1-19 中，已知 I1 = -3mA , I2 = 1mA 。试确定电路元件3 中的电流 I3 和其二端电压U3,并说明它是电源还是负载，并验证整个电路的功率是否平衡。解 对A点写KCL 有：I3 I1 I2 3 1 2mA 对第一个回路写KVL有：10II U3 30题1 . 2图即：U3 30 10II 30 10 ( 3) 60V 根据计算结果可知，元件3 是电源。这样，80V的电源的元件3 是电路中的电源，其余元件为负载。电源提供的功率：PsU2I2U3I380 1 60 2 200W名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 45 页 - - - - - - - - - 负载消耗的功率：PU1I110I11 2.2. .2. 2.20I2 30 3 10 3 20 1 200W这说明电路的功率平衡。1 . 3 一只 110V 8W 的指示灯，现要接在380V 的电源上，问要串联多大阻值的电阻？该电阻应选用多大功率的电阻？解 根据题意，电阻上的电压为270V ,则此时电路中的电流也就是灯泡中的电流，P 8 即：i 0.07 A U 110 电阻消耗的功率为：PR 270 0.07 20W 电阻的阻值为：R 里NZ9 3.7 k i 0.071 . 4 如图 1-20 所示，试求电路中每个元件的功率，并分析电路的功率是否守衡，说明哪个电源发出功率，哪个电源吸收功率。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 45 页 - - - - - - - - - (a)设电流源二端的电压为U根据KVL有：2 0.5PR21 UU 2V消耗0.520.5WPI2 0.51W发出PU1(b)设各支路电流如图，U A A0.50.5W2 UA消耗i3 1A1i0.5 A i2 i3 i1 0.5A2PR1R；2 0.520.5W 消耗PR2R2i；1 121W 消耗PUIUI2 0.51W 发出PU 2U2i21 0.50.5W 发出ii i2 2Q i3 O2Vivo(b) 图1-20 2 Q (a) 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 45 页 - - - - - - - - - 1 . 5 有二只电阻，其额定值分别为40 Q, 10W 和 200 Q, 40W ，试问它们允许通过的电流是多少？如将二者串联起来，其两端最高允许电压加多大? 一 . 一P 10 解 电阻Ri能承受的最大电流为：ii J/0.5A Ri ,40 最大电压为 : Umax (Ri R2)imin (40 200) 0.45 108V 1. 6 求图 1-21 所示电路中的电流i1和 i2。解将R1、R2、R3及相联的三个结点看成一个广义结点，根据KCL有: i2 6 3 4 1A 对A点，根据KCL有电阻R2能承受的最大电流为：i2P2 40 R2 200 0.45 A 将 2 个电阻串联后，能通过的电流只能是小的值，因而2 个电阻串联后能承受的图1-21 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 45 页 - - - - - - - - - i1 2 ( 10) ( 1) 13A 1 . 7 在图 1-22 所示电路中，已知Ui = 10V , U2 = 4V , U3 = 2V , Ri = 4 Q, R2 =2 Q, R3 = 5 Q, 1 、2 两点处于开路状态，试计算开路电压U4。解 设闭合回路中电流i的参考方向如图，则有: . U1 U2 10 4 E i - - 1A R1 R24 2 对右侧开口回路，根据KVL有：U3U4U2R1i0U4U2RiU34 4 1 2 6V1 . 8 试用 KCL 和 KVL 求图 1-23 所示电路中的电压u。图1-22 (a) (b) 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 45 页 - - - - - - - - - 图1-23 (a)对右侧回路，设电流参考方向如图，根据KVL有: 22 i 88 i 10 0 1 u 88i 88 8V 11已知 U = 3 V , 试求电阻R。解 设各支路电流参考方向如图，根据题意，U 3V，因此对AB支路由欧姆定律3 . 9 在图 1-24 电路中 , u 2II1i2u 22对A点写KCL有：IIi2 338即u 2u 2u 8312解得：u6V(b)设各支路参考电流方向如图，有: i3 10 88 22 -A 11 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 45 页 - - - - - - - - - 有: 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 45 页 - - - - - - - - - 对结点A写KCL方程有 : 10 U 10 3 7 . i 1- - - mA 4 4 42i2 2i3 U 0 11 2(穿I) 2(i1ii 10 3 4000 7 mA 4 图1-24 解得：于 是 有 : I 1.5 mA 3V I 1.5mA 2k 1 ii i2 I 0 即i2 11 4 其中对电路的中间回路写KVL方程有 : 将i1 4 ,i2 ? 1 ,i3 i1 1U3代入上式有 : 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 45 页 - - - - - - - - - 1 . 10 在图 1-25 电路中，问 R 为何值时 Ii = I2? R 又为何值时，Ii、I2中一个电流为零？并指出哪一个电流为零。图1-25 对结点写KCL方程有：i1 i2 I根据欧姆定律有：:u :6 U10 UR122将此式代入上式有：6 U10UU2R整理得：(1R)u1(1)根据题意：i1i2有6U10 U得U 2V2于是i16U4 Ai2i14A Iii28ARUI-0.258(2)根据题意：先设i10,则有U6V ,10 6i222A , Ii22 A名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 45 页 - - - - - - - - - 再设i2 0，则有U 10V , i1 6 U 6 10 成为负载，不合题意，因此，只能是ii 0。1.11 电路如图 1-26 所示。(a) 求图(a)中的电阻 R; (b) 求图(b)中A点的电位U A(a) 图1-26 解：(a)首先-8V 点与零电位参考点间补上8V 的电压源，贝U 2Q 上的电流为 2A , 两结 点间电压为 4V, 1Q 电阻上的电流为4A,方向从左往右，根据KCL, R 上的电流为 2A , 方向从右往左，电压为 6V,左低右高，所以R=3 Q 。4V，按现在这种情况，10V的电压源因电流等于零，因而不能发出功率，而对于6V的电压源，按现在电流的流向而(b) 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 45 页 - - - - - - - - - (b ) 4Q 这条支路没有电流，1 Q 和 2Q 电阻上的电流均为1A ,方向逆时针方向，故, A 点电位VA=6V-2V-3V=1V 。1.12求电路图 1.10 中A点的电位。+50V _| 10 A J5No1-50V 图1-27 解：对 A 点写 KCL 定律50 VAVA 50 VA10 5 20 解得，VA= -14.3V 第四章4.1 如图 4-24 所示的电路在换路前已处于稳态，在t0时合上开关 S,试求初始值i (0+)L t=0 S芒2 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 12 页，共 45 页 - - - - - - - - - 图4-24习题4.1的图解(a) iL(0 ) iL(0 ) 3A 3i (0 )-21.5A,i()6 22/2 2 23A(b)t 0UC(0 )UC(0 )6Vi (0)0A,i()61.5A2 2成，电路处于稳定状态，在t 0时开关 S 合上，试求初始值UC(0+), 峪( 0+) 。(a) (b) 4.2 在图 4-25 所示电路中，已知I =10mA ,Ri = 3k Q , R2 = 3k Q, R3 = 6k Q ，C =2 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 13 页，共 45 页 - - - - - - - - - C 图4-25 Ri 2Q L1 10V C2 Uc(0 ) Uc(0 ) R3I 6 10310 10 360 V 对a点写结点电压方程有(R R2 1 )Ua(0 R3 Uc(0 ) Ri 将有关数据代入有Ua(0 ) 60/3 1 13 3 24 iR2(0 ) Ua(0 ) R2 24 3 103mA iR3(0 ) Ua(0 ) 24 R3 mA ic(0 ) (iR2 iR3 ) (84) 12 mA 4.3 图 4-26 所示电路已处于稳定状态，在t =0 时开关 S 闭合，试求初始值Uc (0 + ) 、1H C1R2 8Q 2成L2 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 14 页，共 45 页 - - - - - - - - - (0+) 、UR(0+)、ic (0+ ) 、UL(0 + ) 。uR(0 ) 4 1 4 V uc(0 ) UR(0 ) 4 V UL(0 ) 0 V uc(0 ) uc(0 ) 4 V UR(0 ) R k(0 ) 4 1 UR(0 ) UL(0 ) uc(0 ) ic(0 ) 0 iL(0 ) 1 A iL(0 ) iL(0 ) 1 A 4 V 0 V uL(0 ) 0对结点a写 KCL 方程有uc(0 ) 1 ic(0 ) iL(0 ) 0 ic(0 ) 2 A 2 4.4 如图 4-27 所示电路，在t = 0 时开关 S 由位置 1 合向位置 2,试求零输入响应uc(t)。图4-26 Si 4Qi12Q._ +1 Qic6V2 Q u1F_名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 15 页，共 45 页 - - - - - - - - - 解Uc(0 ) 5 1 5 V 开关合向位置1 后有RC (3 2) 0.1 0.5 s 零输入响应为t uc(t) Uc(0)e5e2tV 4.5 在图 4-28 所示电路中，设电容的初始电压为零，在的uc(t)、ic(t)。5k Q ic 图4-28 解 已知Uc(0 ) 0，开关在t 0时合上，电路的响应是零状态响应，首先图4-27 O 20V 10k Q + - Uc t = 0 时开关 S 闭合，试求此后S 10kQ 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 16 页，共 45 页 - - - - - - - - - 利用戴维南定理对电路进行化简uOC2010 10 V 10 10 10 10 Req 510 k 解 此时电路的响应是全响应12 5 10 V 1 5 开关由位置 a 合向位置 b 后，零输入响应为4.6 ReqC 10 103uc(t) 10(1 e iC(t) C 亨dt 10 10 60.1 s 10t)10t AmA 如图 4-29 所示电路，开关S 在位置a 时电路处于稳定状态，在t = 0 时开关 S 合向位置 b，试求此后的UC (t)、i (t)。UC(0 ) 图4-29 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 17 页，共 45 页 - - - - - - - - - t uc(t) 10e RC七5 50.10.25s零状态响应为552.5VUOC5 5t uc (t) 2.5(1 e -) 全响应为UC(t)4tUC(t) UC(t) 10e- 4t .2.5(1 e ) 2.54t7.5eVi(t)5 UC(t) 2.5 7.5e4t4tA0.5 1.5e5 54.7 图 4-30 所示电路在开关S 打开前处于稳定状态，在t = 0 时打开开关 S,求ic (t) 和t =2ms 时电容储存的能量。图4-30解12UC(0 )11 16 Vt零输入响应ujt) 6eReq 1 1 2 k- 3RC 2 102010 60.04 s1kQ + O 12V ,1 1kQ AiC 74 I 1kQ J 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 18 页，共 45 页 - - - - - - - - - 零状态响应t ujt) 12(1 e。t 全响应ujt) ujt) UC (t) 6e 12(1 t e一) ic(t) du。(t) C dt 当t 2ms时,uc(2ms) 25t 12 6e 6 2501 20 10 1500e 12 6e 25 0.00212 1 2 , WC -CuC(2mS)1 6 -20 106 2 4.8 电路如图 4-31 所示,）、UR（t）。解 已知iL(0 ) UOC c 25t 3e mA 6 0.61 2 6.2932 6.293 V 396 10 6J 设电感的初始储能为零，在t = 0 时开关 S 闭合，试求此后的0,开关合上后，利用戴维南定理对电路进行化简有3 6 1.5 V 6 6 图4-31 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 19 页，共 45 页 - - - - - - - - - L 2 1 s Req 6 3 iL（t）me） 1（1 e 3t） A Req 4 L 冬3 l（i e3t） 3（1 e3t） V dt 4 4 4.9 图 4-32 所示为一个继电器线圈。为防止断电时出现过电压，与其并联一放电电阻，已知US 12V,R 30 ，线圈电感L 0.5H , R 10 ，试求开关 S 断开时 (t)UOC6 1.5 V 6 6 和线圈两端的电压URL (t)、。设 S 断开前电路已处于稳定状态。UR（t） UL（t） 3iL（t）名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 20 页，共 45 页 - - - - - - - - - iL(0 ) k(0 ) 12 10 1.2A URL(0 ) ( 1.2 30) 36V iL(0, UL( iLReq1030iL(0)t()e0 (1.2 0)e80t1.2e 80tAL0.50.0125SiL()UL(t) UL( ) UL(0 ) UL( )e 80t 36 0)e cc 80t A 36 e A 4.10 电路如图 4-33 所示，在 t = 0 时开关 S 合上，试求零输入响应电流iL(t)。图4-33 1.6 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 21 页，共 45 页 - - - - - - - - - t 500t iL (t) iL (0 )e 2e A 4.11 电路如图 4-34 所示，开关 S 在位置 a 时电路处于稳定状态，在t=向位置 b,试求此后的i|_ (t)、uL(t)。iL 2Q 图4-34 iL(0 )L 3.2 103八 2 10 s 1.6 零输入响应为iL(t) t 2e A 零状态响应为全响应为iL(t) (t) 叩) t ) 2e2f(12tA 0 时开关 S 合+ 8V 1A 3H 4Q UL 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 22 页，共 45 页 - - - - - - - - - L 冬3 ( e2t) 16e2tV dt 3 4.12 图 4-35 所示电路中，开关S 合上前电路处于稳定状态，在t = 0 时开关 S 合上 , 试用一阶电路的三要素法求i1、i2、iL。12 A iL(0 ) 2 A 6 当t 0的电路如下图所示却+) 6Q d - i2(0+)O12V. 2A对 a 点写结点电压方程有Ua(0 ) 6 V图4-35 UL3Q 1 1 (1 MW。) 12 9 6 3 9V 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 23 页，共 45 页 - - - - - - - - - iL()126935A*12 i1()62Ai2()33 AReq6 32L1-s26 3Reqt iL(t) iL( ) iL(0 ) iL( )e 一5 (2 5)e * 5 3e 2tA t i1(t) i1( ) i1(0 ) i1( )e 一2 (1 2)e 2t2 e 2tA t i2(t) i2( ) i2(0 ) i2( )e 一3 (1 3)e 2t3 2e 2tA 合上前电路处于稳定状态，在时开关S 合上，试用一阶电路的三要素法求iL、i2、i3。图4-36 ii(0 ) 12 Ua(0 ) 6 12 6 i2(0 ) 9 Ua(0 ) 3 4.13 图 4-36 所示电路中，已知U=30V 、R1= 60 Q、R2 = R3 = 40 Q、L= 6H , 开关 S 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 24 页，共 45 页 - - - - - - - - - 当t 0的电路如下图所示u1 U - 30 18 V R1 R260 40 U 30 5 RR260 40 4 R1 R260 40iL(0 ) (Ri R2)R3 R2 R3 R1 R2R R2 R3 30 (60 40)40 60 40 40 60 40 60 40 40 因此有U2 ii(0 ) i3(0 ) R2 40 60 40 30 12 V Ui R1 U1 R3 18 60 3 10 i2(0 ) U2 R2 12 40 10 18 40 20 3 i1(0 ) i3(0)顷0)4 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 25 页，共 45 页 - - - - - - - - - 1 111111 ReqR1 R2 R360 40 40 Req 15 L 6 1 s Req 15 2.5 t R(t) iL() 如。)k( )e-5 (- 5)e 2t1.25 0.5e2.5tA 4 4 4 t i2(t) i2( ) i2(0 ) i2( )e-0 ( 0)e25t0.33e 2.5tA 10 t i3(t) i3( ) i3(0 ) i3( )e-3 9 3 2 5t 2 5t -( 一)e 1.25 0.33e A 4 20 4 4.14 图 4-37 所示电路中，已知IS=1mA , RI= R2 = 10k Q, R3 = 30 k Q, C =10 叶, 开关 S断开前电路处于稳定状态，在t = 0 时打开开关S,试用一阶电路的三要素法求开关打开后的UC、iC、u。i3() U R3 30 40 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 26 页，共 45 页 - - - - - - - - - 图4-37 Uc(0 ) RIS 10 1 10 V Ri R3 ic + Uc C R2 u(0 )Uc()(R1(R1R2)h(0 )(1010)410)51 2016VR2)l(10u()(R1 R2)IS(1010)1 20Vic()Req0R R2R31010 :30 50kReqC 501031010 60.5 E时，二极管导通U0=Ui，当 UiE 时，二极管截止时，U0=E。所以 U0的波形图如下图所示：7.4 半导体和金属导体的导电机理有什么不同？单极型和双极型晶体管的导电情况又有何不同？答：金属导体中只有自由电子一种载流子参与导电，而半导体中则存在空穴载流子和自由电子两种载流子，它们同时参与导电，这就是金属导体和半导体导电机理上的本质不同点。单极型晶体管内部只有多数载流子参与导电，因此和双极型晶体管中同时有两种载流子参与导电也是不同的。7.5 图 7-20 所示电路中，硅稳压管Dzi的稳定电压为8V , DZ2的稳定电压为6V ,正向压降均为 0.7V, 求各电路的输出电压U。图 7-19 u/V 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 42 页，共 45 页 - - - - - - - - - 图 7-20 答：(a)图：两稳压管串联，总稳压值为14V，所以 U0 = 14V ;(b) 图：两稳压管并联，输出电压按小值计，因此U0 = 6V;(c) 图：两稳压管反向串联，U。= 8.7V ; (d) 图：两稳压管反向并联，可认为DZ1 截止不通，贝U U0 = 0.7V 。7.6 半导体二极管由一个PN 结构成，三极管则由两个PN 结构成，那么，能否将两个二极管背靠背地连接在一起构成一个三极管？如不能，说说为什么？答：将两个二极管背靠背地连接在一起是不能构成一个三极管的。因为，两个背靠背的二极管，其基区太厚，不符合构成三极管基区很薄的内部条件，即使是发射区向基区发射电子，到基区后也都会被基区中大量的空穴复合掉，根本不可能有载流子继续向集电区扩散 ,所以这样的“三极管”是不会有电流放大作用的。7.7 如果把三极管的集电极和发射极对调使用？三极管会损坏吗？为什么？答：集电极和发射极对调使用，三极管不会损坏，但是其电流放大倍数大大降低。因为集电极和发射极的杂技浓度差异很大，且结面积也不同。7.8 图 7-21 所示三极管的输出特性曲线，试指出各区域名称并根据所给出的参数进行分析计算。(1) UCE 3V, IB 60 A, IC ? 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 43 页，共 45 页 - - - - - - - - - 图 7-21 (2) IC 4mA , UCE 4V , IB ? (3) U CE 3V , I B由 40 ? 60 A 时,解：A 区是饱和区， B 区是放大区， C 区是截止区。(1) 观察图，对应IB=60站、UCE=3V处，集电极电流IC约为 3.5mA ;(2) 观察图，对应Ic=4mA 、UCE=4V处，IB约小于 80 站 和大于 70 峪; (3) 对应信二？。站、UCE=3V处， Ic1mA, 所以此 1000/20 T0 。7.9 已知 NPN 型三极管的输入一输出特性曲线如图7-21 所示，当(1 ) UBE 0.7V , UCE 6V , IC ? (2) IB 50 A , UCE 5V , IC ? (3) UCE 6V , UBE从0.7V变到0.75 V时，求IB和IC的变化量，此时的？图 7-21Ic(mA) UCE (V) (b)输出特性UBE(V) (a)B入特性曲线(b)输出特性名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 44 页，共 45 页 - - - - - - - - - 解： (1)由(a)曲线查得UBE=0.7V时，对应IB=30站，由 (b)曲线查得 I cy.6mA ;(2) 由(b)曲线可查得此时IcTmA ; (3) 由输入特性曲线可知，UBE从 0.7V 变到 0.75V 的过程中，AIB30站，由输出特性曲线可知， Ic2.4mA ，所以 32400/30 斗 0。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 45 页，共 45 页 - - - - - - - - -