2022年安徽建筑大学电工学试题库试题及答案 .pdf
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1、学而不思则惘,思而不学则殆20XX 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
2、特性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0RUIS、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流。(
3、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最大电流为(
4、 A )A、50mA;B、2.5mA;C、250mA。四、计算题精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 30 页学而不思则惘,思而不学则殆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
5、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。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 30 页学而不思则惘,思而不学则殆对于节点 a 有:I1+2-7=0 对封闭面有 : I1+I2+2=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
6、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=60 6060330 =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=60/1000 330=5.4(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=0 U2=0 对 cdpkc 回路:
7、-4-U1+U2=0 U1=-4(V) 对 eghce 回路:-U3-10+5+U2=0 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 30 页学而不思则惘,思而不学则殆 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0321III13311ERIRI23322ERIRI代入已知数据得0321III1510531II
8、65101032II解方程可得I1=-7/4(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=-547=-35/4 (V)U2=I2R2=10833=165/4(V)U3=I3R3=10819=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0321III0542III11315ERII0133522RIRIRI243515EIRI
9、如给定参数,代入已知,联立方程求解即可得到各支路电流。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 30 页学而不思则惘,思而不学则殆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。外回路选取顺时针绕行方向。应用KCL 和 KVL 列方程如下0321III2412631III2=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:精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结
10、 - - - - - - -第 5 页,共 30 页学而不思则惘,思而不学则殆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 =586. 213434(A)1.10 试计算题 1. 9 图中的电流 I。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 30 页学而不思则惘,思而不学则殆解: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
11、。3263612I(A)UOC=-2+12-6 2/3=6(V)(2)再求等效电阻 Rab 将恒压源和恒流源除去,得电路如图。4116363abR( )(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。1246I(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。61218I(A)661U(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。26121I(A)精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7
12、 页,共 30 页学而不思则惘,思而不学则殆162263636U(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。426III(A) 22166UUU(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。61590361236126901I(A)5 .436123662I(A)5 .136121263I(A)(2)再计算 60V 电压源单独作用时的电流和电压,电路如图所示。5 .336636612602I(A)3366365 .31I(A)5 .0366
13、65.33I(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。336111III(A)135.322III(A)25.05.133III(A)(4)36电阻消耗的电功率为精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 30 页学而不思则惘,思而不学则殆1443622323RIP(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
14、向如图所示。由 KCL 和 KVL 得:0321III012126321II84124632II解得:I1=8/9(A) ,I24/9 (A) ,I3-4/3 (A)320)34(24243IUOC(V)(2)再求等效电阻 Rab 将恒压源和恒流源除去,得电路如图。)26363(abR342()(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。86.2720134320I(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。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - -
15、 - - - - -第 9 页,共 30 页学而不思则惘,思而不学则殆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:0321III108184621II812432II解得:I1=4/3(A) ,I2-1/2 (A) ,I35/6 (A)2)21(442IUOC(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。4.0322I(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
16、U。解: (1)先计算开路电压,如下图。UOC=-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。35154115I(A)U =4I =4(3)=-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。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 30 页学而不思则惘,思而不学则殆解: (1)先计算开路电压,如下图。35126609021II(A) 80356906901I
17、UOC(V) (2)再求等效电阻 RAB 将恒压源除去,得电路如图。41216126abR() (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14803R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 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=0 U=100-30-35=35 (V)5.17235I
18、UR()精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 30 页学而不思则惘,思而不学则殆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+12 I =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 =12 I=0.502(mA)UA=-20I
19、 +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dtdiLuL;电容元件上任一瞬间的电压电流关系可以表示为dtduCiCC。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 ,
20、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)精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 30 页学而不思则惘,思而不学则殆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量来表示, 所以说相量就是正弦量 。(错)4. 电压三角形是相量图, 阻抗三角形也是相量图。(错)5. 正弦交流电路的视在功率等于有功功率和无功功率之和。(错)6. 一个实际的电感线圈, 在任何情况下呈现的电特性都
21、是感性。(错)7. 串接在正弦交流电路中的功率表, 测量的是交流电路的有功功率。 (错)8. 正弦交流电路的频率越高, 阻抗越大;频率越低,阻抗越小。(错)三、选择题:1. 某正弦电压有效值为380V ,频率为 50Hz ,计时始数值等于380V,其瞬时值表达式为( B )A 、tu314sin380V ;B 、)45314sin(537tuV ; C 、)90314sin(380tuV。2. 一个电热器, 接在 10V 的直流电源上,产生的功率为P。把它改接在正弦交流电源上,使其产生的功率为P/2 ,则正弦交流电源电压的最大值为(D )A、7.07V; B、5V; C、14V; D、10V。
22、3. 提高供电电路的功率因数,下列说法正确的是( D )A、减少了用电设备中无用的无功功率; B、减少了用电设备的有功功率,提高了电源设备的容量;C、可以节省电能; D 、可提高电源设备的利用率并减小输电线路中的功率损耗。4. 已知)90314sin(101tiA,210sin(62830 )itA,则( C )A、i1超前 i260;B、i1滞后 i260;C、相位差无法判断。5. 电容元件的正弦交流电路中,电压有效值不变,频率增大时,电路中电流将( A )A、增大;B、减小;C、不变。6. 在 RL 串联电路中, UR=16V,UL=12V,则总电压为(B )A、28V;B、20V;C、2
23、V。7. RLC 串联电路在 f0时发生谐振, 当频率增加到 2f0时,电路性质呈 ( B )A、电阻性;B、电感性;C、电容性。8. 正弦交流电路的视在功率是表征该电路的(A )A、电压有效值与电流有效值乘积;B、平均功率;C、瞬时功率最大值。四、计算题2.1 把下列正弦量的时间函数用相量表示:(1) u102sin314 t 伏 (2) i 5sin(314 t 60o)安解:( 1)U=10/0o (V) (2)mI=5/ 60o =5/180 o60o=5/120o (A)2.2 已知工频正弦电压uab的最大值为 311V,初相位为 60,其有效值为多少?写出其瞬时值表达式;当t =0
24、.0025S时,Uab的值为多少?解: UUababm2精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页,共 30 页学而不思则惘,思而不学则殆有效值2203112121UUabmab(V)瞬时值表达式为60314sin311tuab(V)当t =0.0025S时,5.80)12sin(31130025.0100sin311Uab(V) 2.3 用下列各式表示 RC串联电路中的电压、 电流,哪些是对的, 哪些是错的?(1)i =Zu(2)I=CXRU(3)I= CjRU(4)I=ZU(5) U=UR+UC(6)U=RU+CU(7)I=jCU
25、(8)I= jCU解:在 R、C串联电路中,总阻抗cjRXjRZC1而XRZC22ZUIRIURCUjIXCRUUUUUUCR222所以 (1) 、 (2) 、 (3) 、 (5) 、 (7) 、 (8)均是错的,(4) 、 (6)是对的。2.4 图 2.1 中,U1=40V ,U2=30V,i =10sin314t A,则 U为多少?并写出其瞬时值表达式。解:由电路图可知,电压u1与电流 i 同方向,而电压 u2超前电流 i 90o,所以504030222221UUU(V)电压 u 超前电流 i 的电度角213arctanarctan36.94UU)9.364.31sin(250tu(V)2
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