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电工学少学时第三版_张南主编_课后练习答案_第一章（末）上篇: 电工技术第一章: 电路分析基础1.1: 电路的基本概念、定律、分析方法(1) 正确理解电压、电流正方向的意义。
(2) 在正确理解电位意义的基础上，求解电路各点电位。
(3) 加强电压源的概念，建立电流源的概念。
(4) 了解电路有载工作、开路与短路的状态，强化额定值概念。
(5) 熟悉电路基本定律并能正确应用之。
(6) 学会分析、计算电路的基本方法基本内容1 电压、电流的正方向在分析计算电路之前，首先在电路图上标注各元件的未知电流和电压的正方向（这些假设的方向，又名参考方向），如图1-1-1所示。
图1-1-1根据这些正方向，应用电路的定理、定律列写方程（方程组），求解后若为正值．．，说明假设的方向与实际的方向相同；求解后若为负值．．，说明假设的方向与实际方向相反。
对于电路中的某个（些）已知的方向，有两种可能，其一是实际的方向，其二也是正方向，这要看题目本身的说明。
2 电路中的电位计算求解电路某点的电位，必须首先确定参考点，令该点电位为零，记为“⊥”，电路其余各点与之比较，高者为正（电位），低者为负（电位），如图1-1-2所示：图 1-1-2设C为参考点，则：c点的电位：V C=0(V)a点的电位：V a= +6 (V)b点的电位：V b =-9 (V)ab两点间的电压：U ab = V a- V b = (+6)-(-9) =15(V)注·电位具有单值性（参考点一旦设定，某点的电位是唯一的）。
·电位具有相对性（参考点选择不同，某点的电位也不同）。
·任意两点间的电位差叫电压，例如U ab = V a- V b，显然电压具有单值性和绝对性（与参考点选择无关）1 欧姆定律(1)一段无源支路（元件）的欧姆定律。
在图1-1-3中，U ab= R·I（取关联正方向）。
(2)一段有源支路（元件）的欧姆定律，实际上是电压降准则，如图1-1-4所示。
U2.1求阳113所示电坤：|切关S闭介和盼汕闻种佶况 J、b・c二点的电他.【龊】S匱仟时.K = ^V. l；=_3V・V c = 0 V.S 断开吋.V, = V； = 6 V, K =（6+3） V=9 V.1・3」冷田1 14所环:电拓•"・电诉电劝外虫一120 V・内电阻7^-03 述按导线电阻心/ =O2・・jX-ftftlSfl A L= 115 Q. 4<J（ 1）遽路时的电沆•负载和电淅的电爪.侑载消克的电功沖、削滋产牛和输II］的电功屮：（2〉升略时的电加屯压和负找屯圧，（3）在负皴均和屯凍玳如滋时屯源的巳滄恵电压。
2 1.D LU 114【解】(1)通络时电険的电流E120I = ------------------ = ---------------------- A= 10 J A+• R、・+R L 0.3 + 0.2-t-11.5负我电圧U L■%】-11.5X1OV-115 V 屯折屯斥f/5=叫 * R X}1 = (0 2 + 11 5)x10 V =117 V 或者U s -£-&/-(120 - 0・3x10)V-117 V 负找消耗的电功冰^=^7 = 115x10 W = 1 150 W 或古化=R』=1 I 5xl0; W = 1 150 W 电源产生的电功率件二日“ 20x10 W 二 1 200 W电游城)出的电功率化一UJ -117X10 w-l 170 W(2＞幵路时U、=£=120 V久-0⑶短幷吋S 二 O 二 0・2xZ4() V 二 4H V- E-/1.7- (120-0.3x240)V-48 V 1.5.1试分析图1.15所示西电路中电阳的电压刃电浹以&图(3)中电Ml 液的电压和IM M 中电压涯恂电盜.【解】的足为了理解Rih 游棚电浜・的待点•选择待求电压和屯讹 的參考方向如图1」5所示.(1》在阁1.15 <3)所禾电路中•山于二匕并联.屯压和问・故 〃•二 S =1 v K •>/ = ―— = A = 2 A R 0.5i/c =(/s =l V(2>右图l.M (b)所示电腔中，川丁「者皿段，电涼相I 町故= 7S = 1 A—pRI* =05x1 V =05 V人=4 = 1 A1.5.2 在町1丄6所示直淀屯册帀•乜知17十37 ■人二3A ；求41、b 、C 三点的电位C 【解】木题H 的是力了复习理母电経元件 的特点以及电位的槪念・ill T a 点电型就足a 点对卷為点c 们电压,M «=5・3 V由丁• b 点电位比4点电位高7?/fl ・a 点电位乂120 0.3 4-0.2 = 240 A孔卅)A 0.3R 05Q3)(b >1・8J 用叠加左理求BB 123所示电踣中的电流人和【解】 电朮源単独作用时，电路如图1.24 (a)所示.则1： = ——— 1、= | —-—x 5 IA = 3 A&F 〔2 + 3 /x5 A = 2 A比c 点岳U“故b 丘电位儿%=RS =0x3 + 3)V = 6 V c*；为翁考点.故c 点电位为v c = 01.7.1用支賂屯说注求图1.220详口跑中各支肉的电血•并说叨匕% 昆起电源作用还足起负栽作用“廉中(7SI =12 V,O S2 = 15 V , &=3a • = 1.5 Q, R ? = 9 □.【解】结血、回控标十图1.22屮。
1-1题～1-5题，根据题意，画出电路，通过求解，进一步增强电源、负载、额定值的概念。
1-6：在图1-63中，d 点为参考点，即其电位V d =0，求a 、b 、c 三点的电位V a 、V b 、V c 。
20V+-Ω20图 1-63 题1-6Ω1050VΩ10Ω20+-dcbaI解：根据电位与电压的关系：a ad b bd c cd V U , V U , V U === 要求电压：需求电流： 0.5(A)6030201020102050I ==+++-=。
根据电压降准则：a adb bdc cd V U 10(I)5010(0.5)5045(V)V U 20(I)10(I)5030(0.5)5035(V) V U 20I 200.510(V)==⨯-+=⨯-+===⨯-+⨯-+=⨯-+===⨯=⨯=1-7：在图1-64中，已知R 1= R 2=5，求电位V a 、V b 、V c 。
Ω01图 1-64 题1-7Ω8Ω2+-dIΩ6+-b36V24VcΩ41R 2R解：根据电位与电压的关系：V a =U ao ，V b =U bo ，V c =U co ，求电压需求电流：2(A)30602610482436I ==+++++=。
根据电压降准则： []。
20(V )24424)(2)I (U V 。
(V)236)34(36)548(I U V 。
(V)2036)82(368)I (U V co c bo b ao a -=-=-+⨯===+-=+++⨯-===+⨯-=+⨯-==1-8：在图1-64中，b 为电位器移动触点的引出端。
试问R 1和R 2为何值时，b 点电位等于零？ 解：)6(410R 10R )4(16)/2(24R 24)(2)6(R I 0U V 2122bo b Ω=-=-=Ω=-=-+++⨯===1-9：求图1-65中的电压U ab图1-65 题1-9Ω6abU R解：本题不限方法，首先进行化简。
直流电路习题2.在图示的电路中，A点的电位V A为（CA） 2 V B） 4 V C） 2 VA） 7A B） 3A5•理想电流源的外接电阻越大，则它的端电压A）越高B）越低C）不能确定6•图示电路中，用一个等效电源代替，应该是一个的电路，其负载电流11和12将（B ）。
C）减小8.图示电路中，供岀功率的电源是（AA）理想电压源B）理想电流源2 0 12 年《电工学》习题（上）解答B） 2V的理想电压源C）不能代替，仍为原电路A） 2A的理想电流源B 题6图2 V02 A2A2V V图1一、单项选择题1.图示电阻元件A） 5VRR消耗电功率B） 5V10W，则电压C） 20V为（ A )。
—6V2 k A12V3.在图示电路中，A） U= （I s +U、I )R的关系式正确的是B） U = （I s -(I)R o C) U = (I l s)R o101AAI2 题4图）。
C) 3A7•把图1所示的电路改为图A）增大B）不变C）理想电压源与理想电流源）。
R L4.图示电路中电流I2为（C)U s +4VrR1M R GZR3+O u s9•在图示电路中，各电阻值和电流方程数和电压方程数分别为A ) 4 和 3 B) 3 和 3 US值均已知。
欲用支路电流法求解流过电阻(B )。
C) 3 和 4R Q的电流I G，需列岀独立的10•在计算线性电阻电路的电压和电流时，用叠加原理。
在计算线性电阻电路的功率时，加原理(B )。
A)可以用11 .在图示电路中，A) 18VB )已知不可以用U s=12V , I s=2A。
A、18V C) 6VC)有条件地使用B两点间的电压 U AB为(A )。
—6VIS题11图S Y1k题12图12•在图示电路中，当开关A) 3V13.图示电路中，A) 3WB) 3V理想电流源B) 21WS闭合时A点的电位C) 0VI S1发岀的电功率C) 3WV A ( C )。
2012年《电工学》习题（上）解答第1章 直流电路习题一、单项选择题1．图示电阻元件R 消耗电功率10W ，则电压U 为（ A ）。
A ）5VB ）5VC ）20VU+R 题1图2．在图示的电路中，A 点的电位V A 为( C )。
A ）2 VB ）4 VC ） 2 V－ 2 k 7 k ΩΩ题2图3．在图示电路中，U 、I 的关系式正确的是( B )。
A ）U = (I S + I )R 0B ）U = (I S －I )R 0C ）U = (I I S )R 0R L题3图I 2题4图4．图示电路中电流I 2为( C )。
A ）7AB ）3AC ）3A 5．理想电流源的外接电阻越大，则它的端电压( A )。
A ）越高B ）越低C ）不能确定6．图示电路中，用一个等效电源代替，应该是一个( B )。
A ）2A 的理想电流源B ）2V 的理想电压源C ）不能代替，仍为原电路2 V题6图7．把图1所示的电路改为图2的电路，其负载电流I 1和I 2将( B )。
A ）增大B ）不变C ）减小221Ω2V 2A图 1图 2+题7图8．图示电路中，供出功率的电源是( A )。
A ）理想电压源B ）理想电流源C ）理想电压源与理想电流源I RU 2A 14VSS 1Ω1Ω..+题8图R R RR R I U 1234GGS....+题9图9．在图示电路中，各电阻值和U S 值均已知。
欲用支路电流法求解流过电阻R G 的电流I G ，需列出独立的电流方程数和电压方程数分别为( B )。
A ）4和3B ）3和3C ）3和410．在计算线性电阻电路的电压和电流时，用叠加原理。
在计算线性电阻电路的功率时，加原理( B )。
A ）可以用B ）不可以用C ）有条件地使用11．在图示电路中，已知U S =12V ，I S =2A 。
A 、B 两点间的电压U AB 为( A )。
A ）18VB ）18VC ）6VU I ABSSΩ3+题11图.－6V SA.1k 1k ΩΩ题12图12．在图示电路中，当开关S 闭合时A 点的电位V A ( C )。
A ） 3VB ）3VC ）0V 13．图示电路中，理想电流源I S1发出的电功率P 为( A )。
A ）3WB ）21WC ）3WI I U S 1S 23 A 1 A4 V1 ΩS 2..+题13图I I12A 2363ΩΩΩΩS....题14图14．图示电路中，电流I 是( A )。
A ）3AB ）0AC ）6A二、分析计算题（1）试求如图所示电路中的432,,U I I 。
解：I 2 = I 5+I 6 ，I 2= I 5+I 6=5 AI 2= I 3+I 1，I 3= I 2I 1= 1A U 4= I 12 I 34=12+4=16V（2）求如图所示电路中A 点电位。
V A = 1A1+6V =5V 或V A = 3V+1A2+6V =5V图所示电路，求各电流源的端电压和功率，并判断出哪个电流源输出功率，哪个电流源吸收功率。
已知：I S1=0.1 A, I S2=0.2 A, R 1=20, R 2=10。
解：W 2.0)2(1.0111=-⨯-=-=S S S U I P ，电流源I S1消耗功率； W 8.042.0222-=⨯-=-=S S S U I P ，电流源I S2输出功率。
用叠加原理计算R 2中的电流I 2。
已知 ,40 ,60 A,3.0 V ,621Ω=Ω===R R I U S S Ω=Ω=20 ,3043R R 。
解：解：用叠加原理：对于图（a ），A 1.020406422=+=+='R R U I S 对于图（b ），A 1.0203.04242=⨯=⋅=''R I I S所以，A 2.01.01.0222=++''+'=I I I 图示电路中，已知：R 1=6，R 2=10，R 3=R 4=12，R 5=12，U S =36V ，I S =3A 。
用叠加原理求开路电压U AB 。
解：U S 单独作用时：I S 单独作用时：叠加得：U AB =U AB '+U AB "=6V图示电路中，已知：I S ＝2A ，U S ＝12V ，R 1＝R 2＝4，R 3＝16。
求：(1)S 断开后A 点电位V A ；(2)S 闭合后A 点电位V A 。
设定电流I 的正方向如图：(1) S 断开后I = I S = 2AV A = I S R 3－U S =32-12=20 VR 1I S2I S1图 ++I 1 U S2U S1I 2 图+R 4 U SI S+R 1R 2 R 3 I 2图（a ）+R 4 U SI SR 1 R 3 I 2图（b ）R 4I S + R 1R 3(2) S 闭合后I =2012)(032=+--R R U S = 0.6A V A =－R 2 I = V图示电路中，已知：U 1 =10V ，U 2 =－10V ，R 1=10，R 2=5，R 3=20。
用支路电流法求各支路电流。
解：I 1－I 2－I 3 = 0R 1I 1 + R 3I 3－U 1= 0 －R 2I 2 + R 3I 3－U 2 = 0代入数值，解得：I 1 = 1.28 A I 2 =1.42 AI 3 =－0.14 A（05~06考题）图示电路中，已知：U S =8V ，I S =2A ，R 1=2，R 2=4，R 3=10，R =12，试用叠加原理求电压U AB 。
U S 单独作用时：'=++⨯=U U R R R R AB SV 123354分I S 单独作用时： ''=-++⨯=-U R R R R I AB S V [()//].1233154分叠加得：U AB =U AB '+U AB " =－V 2分（08~09考题）图示电路中，已知:U S1=30V ，U S2=24V ，I S =1A ，R 1=6，R 2=12，R 3=12。
用戴维宁定律求电流I 3。
U 0=24V ，R 0=4，I 3=24/（4+12）=1.5A图示电路中，已知：U S =30V ，I S =4A ，R 1=1，R 2=3，R 3=R 4=6。
求A ，B 两端的戴维宁等效电压源。
I S 单独作用时：U AB '=(R 3''=+⨯-=-U R R R U U AB S S V 323100.4 A5A在RC 串联电路中，激励信号产生的电容电压响应(零状态响应)u t C ()中( C )。
A ）仅有稳态分量B ）仅有暂态分量C ）既有稳态分量，又有暂态分量2．在图示电路中，开关S 在t =0瞬间闭合，若u C ()04-=-V ，则u C ()0+=(C )。
A ）4VB ）0VC ）－4V3．在图示电路中，开关S 在t =0瞬间闭合，若u C ()00-=V ，则i (0)为( A )。
A ）1AB ）0AC ）0.5A4．图示电路在稳定状态下闭合开关S ，该电路( A )。
A ）不产生过渡过程，因为换路未引起L 的电流发生变化B ）要产生过渡过程，因为电路发生换路C ）要发生过渡过程，因为电路有储能元件且发生换路5．图示电路在换路前已处于稳定状态，而且电容器C 上已充有图示极性的6V 电压，在t =0瞬间将开关S 闭合，则i R ()0+=( C )。
A ）1AB ）0AC ）－0.6A6．图示电路在开关S 闭合后的时间常数τ值为( A )。
A ）L/R 1B ）L/(R 1+R 2)C ）R 1/L 7．工程上认为图示电路在S 闭合后的过渡过程将持续( B )。
A ）(3660)sB ）(915)sC ）(1836)s8．RC 电路在零输入条件下，时间常数的意义是( B )。
A ）响应的初始值衰减到倍时所需时间B ）响应的初始值衰减到倍时所需时间C ）过渡过程所需的时间9．电容端电压和电感电流不能突变的原因是( B )。
A ）同一元件的端电压和电流不能突变B ）电场能量和磁场能量的变化率均为有限值C ）电容端电压和电感电流都是有限值二、分析计算题图所示电路，已知μF 1 ,30 ,20 V ,1021=Ω=Ω==C R R U S 。
打开开关S 前电路已处于稳态，求所示电路在换路后的电容电压C u 和电流C i ，并画波形图。
解：V 630203010)0(212=+⨯=+=-R R R U u SC根据换路定理，有：V 6)0()0(==-+C C u u 由三要素法，有：A 2.020)410(10441051051ttC S C ee R u U i ⨯-⨯-=--=-=波形图如图（b ）所示。
图（a ）所示电路，已知k 1 mA,1021===S R R I C u ，1R u ，电流C i ，并画波形图。
解：由三要素法，有： 波形图如图（b ）所示。
，t =0时将开关S 断开。
求S 断开图U Su C图（b ）tI S Ci CtV 0)0(=+C u ，u I R C ()∞==S V 1300图示电路原已稳定，已知：R 1=R 2=R 3=100，C =100F ，U S =100V ，t =0时将开关S 闭合。
求S 闭合后的i t 2()和u t C ()。
u u C C ()()000+-==（2分），u R R R U C ()∞=+=31350S V （2分）τ=+=(//).R R R C 1320015 s （2分） u t C ()=--50110153()eV t （2分）； i t Cu tCt 2101503333().==-d de A （2分）图示电路原已稳定，t =0时开关S 由"1"换接至"2"。
已知：R 1=2，R 2=R 3=3，C =0.2F ，U S1=U S2=5V 。
求换路后的电压u t C ()。
图示电路原已稳定，已知：R 1=40，R 2=20，R =30，L =5H ，I S =2A ，t =0时将开关S 闭合。
求S 闭合后通过开关的电流 i t 3()。
第3章 交流电路习题解答一、单项选择题1．电流幅值I m 与有效值I 的关系式I I 2m =适用于( C )。
A ）任何电流B ）任何周期性电流C ）正弦电流2．与电流相量3j 4+=I对应的正弦电流可写作i =( B )。
A ）5sin(t +AB ）52sin(t +A C ）52sin(t +A3．用幅值(最大值)相量表示正弦电压u =537sin(t －90)V 时，可写作mU ( A )。
A ）V 90537m︒-∠=UB ）V 90537m ︒∠=UC ）V )90(537m︒-∠=t U ω 4．将正弦电压u =10sin(314t +30)V 施加于感抗X L =5的电感元件上，则通过该元件的电流i =( C )。
