上海工程技术大学-电工技术-第01章习题解答

第一草习题参考题解答练习与思考1.1.1举出一个生活中的电路，并分析它完成的是何种作用，它的负载将电能转化为何种能源或者处理的是什么信号？【解】显示器电路有两部分功能，一部分是接受电脑主机显示卡传送来的图像信号，另一部分是将电能转化为光能形成人眼能够看到的图像。

图1.2.4不同参考方向下功率的计算1.2.1在图1.2.4方框中的电气元件，其电压从b到a降低20V，电流为4A从b流入，请分析：（1）图（a）-（d）所示参考方向下，电压U和电流I的数值；（2）计算此元件的电功率，并判断其是电源还是负载。

【解】（1 ）图（a）中，U=-20V，I=-4A ；图（b）中, U=-20V，I=4A ；图（c）中, U=20V，I=-4A ；图（d）中, U=-20V，I=-4A ；（2）虽然图（a）-（d）所示参考方向不同，但是此元件的实际电压和电流是不变的，因此无论以哪个图所示方向选择功率的计算式，结果都是一样的。

以图（a）所示参考方向为例, U=-20V，I=-4A，电压和电流参考方向一致，故P=UI=（-20）*（-4）=80W >0,为负载；1.2.2如图1.2.5所示，湖北三峡地区有一条直流高压输电线路连接至上海南桥变电站,其电阻消耗的功率PU 2502500W ；压为500kV ，电流为1800A ，请计算三峡端的功率，并分析电能输送的方向。

1.8kA- ►三峡 湖北+500kV南桥 上海图1.2.5思考题1.2.2的电路图【解】对三峡端而言，电流的方向与电压降低的方向相反，即为非关联参考方向（方向不 致）故应在功率计算公式加上负号，则P=-UI=-500*1000*1800=-900MW由于P<0，故三峡端输出电能，电能从三峡传输至南桥。

1.3.1在图1.3.9所示的电路中，判断电路中哪个电源产生电能，哪个吸收电能。

图1.3.8思考题1.3.1的电路图【解】（a ）由于图中电流源流过的电流恒定为 1A ，故电压源流过的电流也为1A ，方向与电压方向一致，故5V 电压源的功率P us =UI=5*1=5W >0，故吸收电能，在此电路中做负载。

第1章习题解答8-1 选择合适的答案填空（1）当三极管工作在放大区时，其发射结的偏置电压和集电结的偏置电压应为 。

A ．发射结反偏，集电极反偏B ．发射结正偏，集电极反偏C ．发射结正偏，集电极正偏（2）晶体三极管是一种 控制型器件。

A ．电压 B ．电流 C ．光电转换 （3）稳定静态工作点的电路是 。

A ．固定偏置电路B ．分压式偏置电路C ．共集电极电路 解：（1）B （2）B （3）B 8-2 填空（1）放大电路如果要求噪声低、温度稳定性好，应采用 电路。

电路作为输入级。

B ，则静态工作点将向β=60，I CEO =10μA 5VE题图8-4 解题图8-4解：首先确定U BE ，以判断是硅管还是锗管。

通常，硅管的U BE =0.6 ~ 0.8V ；锗管的 U BE =0.2~ 03V ；在图（a ）中，上管脚和下管脚的电位相差0.7V ，可知此管为硅管；在图（b ）中，上管脚和下管脚的电位相差0.2V ，可知此管为锗管。

然后，判断管子的类型。

通常当三极管正常放大时，对NPN 型管有V C ＞V B ＞V E ，对PNP 型管V C ＜V B ＜V E 。

在图（a ）中，中间脚的电位最低，并与其它两脚的电位相差几伏，故此脚为C 极，由V B ＜V E 可确定上管脚为B 极、下管脚为E 极，管子为PNP 型硅管。

同理可确定图（b ）中的管子为NPN 型锗管。

完整的三极管见解题图8-4所示。

8-5 试判断题图8-5所示电路中各三极管的工作状态。

50=12V6V(a)30K (b)30＞-6V+15V(c)题图8-50.76-7m A 3012.-iu (a)(b)CCU +ou (c)CCCU +ou i u (d)(e)iu ou题图8-6解：（a）不能放大。

因为输入信号被C1短路。

将C1去掉即可。

（b）不能放大。

因为三极管是PNP型的，需要用负电源，将UC C 换为-UC C即可。

（c）不能放大。

第1章电路的基本概念和定律1.1 在如图1.6所示各电路中。

（1）元件1消耗10W功率，求电压U ab；（2）元件2消耗W功率，求电压U ab；（3）元件3产生10W功率，求电流I；（4）元件4产生W功率，求电流I。

图1.6 习题1.1的图分析本题考查电流、电压参考方向的关联性和功率，题目不难，但一不小心就容易出错。

运用功率公式计算时，电压和电流参考方向关联时采用公式，非关联时采用公式。

此外，由于元件3产生10W功率，故W；元件4产生W功率，故W，实际上元件4吸收了10W功率。

解（1）元件1的电流与电压是关联参考方向，根据功率计算公式得：（V）（2）元件2的电流与电压是非关联参考方向，根据功率计算公式得：（V）（3）元件3的电流与电压是关联参考方向，根据功率计算公式得：（A）（4）元件4的电流与电压是关联参考方向，根据功率计算公式得：（A）1.2 求如图1.7所示各电路中各电源的功率，并指出是吸收功率还是放出功率。

图1.7 习题1.2的图分析计算电路时，应先标出各待求元件或支路电流和电压的参考方向，根据元件或支路电流和电压参考方向的关联关系确定待求量。

一般情况下，参考方向可直接标在原电路图中，不必另画出电路图。

解标出各待求元件电流和电压的参考方向，如图1.8所示。

图1.8 习题1.2解答用图（1）如图1.8（a）所示电路中的电流为：（A）所以，10V电源的功率为：（W），故10V电源放出功率。

（2）如图1.8（b）所示电路中，3A电源的电压为：（V）所以，3A电源的功率为：（W）10V电源的功率为：（W）根据计算结果可知，3A电源放出功率，10V电源吸收功率。

（3）如图1.8（c）所示电路中的电流为：（A）所以，20V电源的功率为：（W）10V电源的功率为：（W）根据计算结果可知，20V电源放出功率，10V电源吸收功率。

1.3 在图1.9中，5个元件电流和电压的参考方向如图中所示，今通过实验测量，得知，，，，，。

第1章 电路的基本知识1.1 电路的概念 （1）略（2）电路通常由电源、负载和中间环节（导线和开关）等部分组成。

A ．电源的作用：将其他形式的能转换成电能。

B ．负载的作用：将电能转换成其他形式的能。

C ．中间环节的作用：传递、分配和控制电能。

1.2 电路中的主要物理量 （1）零、负电位、正电位 （2）3、1.5、3、1.5、0、3 （3）-7，-5 1.3 电阻 （1）3∶4（2）查表1.3，知锰铜合金的电阻率⋅Ω⨯=-7104.4ρm根据SlR ρ=，得43.1104.41021.0376=⨯⨯⨯==--ρRS l m 1.4 欧姆定律 （1）电动势、内压降（2）当R =∞ 时，电路处于开路状态，其特点是电路中电流为零，电源端电压等于电源电动势；当R =0时，电路处于短路状态，其特点是短路电流极大，电源端电压等于0。

（3）22.01000220===R U I A 由于22.0=I A=220mA 50>mA ，故此人有生命危险。

1.5 电功与电功率 （1）25401000===P W t h （2）略（3）31680072002.0220=⨯⨯==UIt W J思考与练习一、判断题1.√2. ×3. √4. ×5. √6. ×7. ×8. √9. × 二、选择题1. C2. C3. B4. B5. B6. B7. C8. B 三、填空题1．正、相反； 2．参考点； 3．负极、正极； 4．高、低、低、高； 5．材料、长度、横截面积、 SlR ρ=； 6．1800、±5％； 7．220 四、计算题1．5510=-=-=b a ab V V U V 10)5(5=--=-=c b bc V V U V 15)5(10=--=-=c a ac V V U V 15-=-=ac ca U U V2．2.012024===t Q I A Ω===202.04I U R 3．（1）210100220=+=+=r R E I A （2）2001002=⨯==IR U V （3）20102=⨯==Ir U r V 4．（1）8804220=⨯==UI P W （2）15840001800880=⨯==Pt W J （3）1440018005.0422=⨯⨯==Rt I Q J（4）1569600144001584000=-=-=Q W E J第2章 直流电路的分析与计算2.1 电阻的连接 （1）5.04211===R U I A 10205.022=⨯==IR U V 1210221=+=+=U U U V（2）由于12221221R R R U R U P P == 故142820101212=⨯==P R R P W （3）（a ）Ω==343R R ab （b ）Ω=⨯==++++=32043535)()(R R R R R R R R R ab（c ）Ω===1444R R ab （d ）R R R R RR RR ab ++++=)2()2(Ω=⨯==53245858R2.2 基尔霍夫定律 （1）5、3、6、3（2）假设2I 、3I 的方向和回路绕行方向如图2.1所示，依基尔霍夫定律，知：2332213311321E R I R I E R I R I I I I =+=+=+ 128038050008.0008.0322332=+=+⨯=+I R I I I I 即解得 图2.1 作业测评2电路图0245.02=I A=24.5mA 0325.03=I A=32.5mAΩ=3842R2.3 电压源与电流源的等效变换 （1）rEI s =、不变、并、r I E s =、不变、串 （2）（a ）把两个电压源等效变换为电流源，如图2.2（a '）所示。

1、是非题（1）电路图是根据电气元件的实际位置和实际连线连接起来的。

（错误）用电路元件符号表示电路连接的图，叫电路图，而非实际位置和实际连线的连接图（2）蓄电池在电路中必是电源，总是把化学能转换成电能。

（错误）当蓄电池把化学能转换成电能时是电源；当蓄电池把电能转换成化学能时是负载（3）电阻值大的导体，电阻率一定也大。

（错误）值无关（4）电阻元件的伏安特性曲线是过原点的直线时，称为线性电阻。

（正确）线性电阻的电流跟电压成正比，伏安特性曲线是通过坐标原点的直线（5）欧姆定律适用于任何电路和任何元件。

（错误）欧姆定律适用于纯电阻电路，金属导电和电解液导电，在气体导电和半导体元件等中欧姆定律将不适用（6）R=UI中的R是元件参数，它的值是由电压和电流的大小决定的。

（错误）导体的电阻是它本身的物理特性，与电流、电压无关（7）额定电压为220V的自炽灯接在110V电源上，白炽灯消耗的功率为原来的1/4。

（正确）P=U2R；U2=U2；P1=U22R=（U2）2R=14U2R=P4（8）在纯电阻电路中，电流通过电阻所做的功与它产生的热量是相等的。

（正确）电阻将从电源获得的能量（电能）全部转变成内能（热能），这种电路就叫做纯电阻电路2、选择题1、下列设备中，一定是电源的为（）。

A、发电机B、冰箱C、蓄电池D、白炽灯发电机：势能→电能；冰箱：电能→温度；蓄电池：电能→化学能或化学能→电能；白炽灯电能→热能、光能2、通过一个电阻的电流是5A，经过4min，当过该电阻的一个截面的电荷是（）。

A、20CB、50CC、1200CD、2000C解析：I=qt；q=I×t=5A×4×60=1200C3、一般金属导体具有正温度系数，当环境温度升高时，电阻值将（）。

A、增大B、减小C、不变D、不能确定因为金属中有大量的自由电子，温度越高，电子热运动越明显，阻碍作用就越大，电阻增大。

实验证明，绝大多数金属材料的电阻率温度系数都约等于千分之4左右。

第1章习题与解答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181 (a)所示，通过实验 测最得知h =—2A I 2 = 2A I 3=4A U I = 10VU 2= 70 VU 3=-70VU 4 = -80V(1) 试标岀各电流的实际方向和各电圧的实际极性(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？解(1)根据图1.&1 (a)中各元件上的己知条件，如果己知数值为正，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・&1 (b)所示。

图181 (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：人和U]为关联方向，则P|二U 山二一2X10=—20Wv0,故它是电源。

元件2：厶和6为关联方向，则P 2= U 2I 2=2X70=140W>0,故它是负载。

元件3:人和5为关联方向，贝lJP 3=U 3I 3= —70X4= —280W<0,故它是电源。

元件4：仁和5为关联方向，则P 4=U 4I]= (—2) X (-80) =I6OW>O,故它是负载。

(3) 电源发出功率 P E 二Pi+P.3二/] + 〃3 厶二—20—280= —300W负载取用功率 P R =P 2+P 4=t/2 I 2 + U 4 /1=7OX2+ (-80) X (―2)=300W,则 P E =P R ,所以电路 中的功率平衡。

1.4在图1.&3电路屮，试求出A点的电位。

+U\+ 匕— 图1.8.1 (a)习题1.1电路的参考方向匕+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U AB 为一5V 。

电工技术第1章习题答案1.1.1填空题（1）在图1-67所示的电路中，同学a选择电流的参考方向为I，同学B选择电流的参考方向为I’。

如果a计算出I=-3a，则B获得的计算结果应为I'=_3__a.实际方向和同一方向上的电流___;。

（2）由电压源供电的电路通常有一个大负载，这意味着负载电阻小，吸收电流大，消耗功率大。

（3）恒压源的输出电流与_负载电阻____有关；恒流源的端电压与_负载电阻____有关。

（4）在图1-68所示电路中，已知i1＝1a，则i2＝_－０.５____a。

图1-67问题1.1.1（1）图1-68问题1.1.1（4）图1.1.2多项选择题（1）一个实际电路的电路模型：(b)（a）是独一无二的；（b）在不同的应用条件下可以有不同的形式。

（2）理想电路元件用于表征：（a）（a）某种确定的电磁性能；（b）某种确定的功能。

（3）电流的定义是（b）（a）自由电子（b）自由电子移动的速度（c）移动电子所需的能量（d）自由电子的电荷（4）电阻的主要用途是（d）（a）增加电流（b）限制电流（c）产生热（d）阻碍电流的变化(5)功率可以定义为（c）（a）能量（b）热量（c）能量使用率（d）使用能量所需的时间（6）通过定值电阻器的电流从10mA增加到12mA，电阻器的功率将（a）（a）增加（b）减少（c）保持不变（7）在图1-69所示电路中，发出功率的元件是__a___。

（a）只有5V电源（b）只有2V电源（c）只有电流源（d）电压源和电流源都发出电源（E）条件不足（8）在图1-70所示电路中，当r2增大时，恒流源is两端的电压ｕ__b___。

（a）常数（b）增加（c）减少图1-69题1.1.2（7）图图1-70题1.1.2（8）图（9）在图1-71所示的电路中，当开关S闭合时，点P_______;（a）常数（b）上升（c）至零（10）在图1-72所示电路中，对负载电阻r而言，点画线框中的电路可用一个等效电源代替，该等效电源是__c___。