下载文档原格式
第二章思考题与习题解答2-1 判断正确(√)与错误(×)。
电路的静态是指：(1)输入交流信号的幅值不变时的电路状态。
( )(2)输入交流信号的频率不变时的电路状态。
( )(3)输入交流信号且幅值为零时的状态。
( )(4)输入端开路时的状态。
( )(5)输入直流信号时的状态。
( )目的澄清静态的概念。
解(1) ×。
因为这是动态概念。
(2) ×。
理由与(1)相同。
(3) √。
即当i 0U=时的状态，也就是正弦波过零点对应的状态就是静态。
(4) ×。
输入端开路时不能保证i 0U=的条件，可能有干扰信号从输入端窜入，因此不能保证静态。
(5) ×。
这仍然是动态概念。
2-2 试判断图题2-2(a)～(i)所示各电路对交流正弦电压信号能不能进行正常放大，并说明理由。
图题2-2目的 检查放大电路是否能正常放大。
分析 一个能正常工作的放大电路应该同时满足四个原则，缺一不可。
这就是：①e 结正偏，c 结反偏。
由直流电源CC V 与BB V 保证。
②信号能输入。
③信号能输出。
④波形基本不失真。
由合适的工作点保证。
检查一个电路，只要有一个原则不满足就不能正常放大。
解 图(a)不能正常放大。
因为BB V 的极性接反了，使e 结反偏。
图(b)不能放大。
原因是CC V 极性接反了，使c 结正偏。
图(c)不能放大。
因为b R =0，使信号i U 通过短路线以及CC V 对地交流短路，加不到晶体管上，从而o U =0。
图(d)不能放大。
因为e 结处于零偏置。
图(e)能正常工作。
因为四个原则均满足。
图(f)不能放大。
因为电容C 有隔直作用，使BB V 不能在b R 上产生偏置电流，即BQ I =0，工作点不合理。
图(g)不能放大。
因为BB V 将信号i U 对地直接短路，不能输入到晶体管上。
图(h)不能放大。
因为c R =0，信号不能输出。
图(i)能放大。
四个原则均满足。
其中二极管起温度补偿作用。
《电路与模拟电子技术基础 习题及实验指导答案 第二版》第1章 直流电路一、填 空 题1.4.1 与之联接的外电路；1.4.2 1-n ，)1(--n b ；1.4.3 不变；1.4.4 21W ，负载；1.4.5 Ω1.65A ， ；1.4.6 1A 3A ， ； 1.4.7 3213212)(3)23(R R R R R R R +++=； 1.4.8 1A ；1.4.9 Ω4.0，A 5.12；1.4.10 电压控制电压源、电压控制电流源、电流控制电压源、电流控制电流源；1.4.11 3A ；1.4.12 3A ；1.4.13 Ω2；1.4.14 15V ，Ω5.4；1.4.15 V 6S =U 。
二、单 项 选 择 题1.4.16 C ； 1.4.17 B ； 1.4.18 D ； 1.4.19 A ；1.4.20 A ； 1.4.21 C ； 1.4.22 B ； 1.4.23 D 。
第2章一阶动态电路的暂态分析一、填 空 题2.4.1 短路，开路；2.4.2 零输入响应；2.4.3 短路，开路；2.4.4 电容电压，电感电流；2.4.5 越慢；2.4.6 换路瞬间；2.4.7 三角波；2.4.8 s 05.0，k Ω25； 2.4.9 C R R R R 3232+； 2.4.10 mA 1,V 2。
二、单 项 选 择 题2.4.11 B ； 2.4.12 D ； 2.4.13 B ；2.4.14 D ； 2.4.15 B ； 2.4.16 C 。
第3章 正弦稳态电路的分析一、填 空 题3.4.1 ︒300.02s A 10， ， ； 3.4.2 V )13.532sin(25)(︒+=t t u ；3.4.3 容性， A 44；3.4.4 10V ，2V3.4.5 相同；3.4.6 V 30，20V ；3.4.7 A 44，W 7744；3.4.8 A 5；3.4.9 减小、不变、提高；3.4.10 F 7.87μ；3.4.11 20kVA ，12kvar -；3.4.12 不变、增加、减少；3.4.13 电阻性，电容性； 3.4.14 LC π21，阻抗，电流；3.4.15 1rad/s ，4；3.4.16 Ω10；3.4.17 P L U U =，P L 3I I =，︒-30； 3.4.18 P L 3U U =，P L I I =，超前。
第二章电路的基本分析方法2.1 求题2.1图所示电路的等效电阻。
解：标出电路中的各结点，电路可重画如下：(b)(a)(c)(d)6Ω7Ω3Ωa aabbbddcb(a)(d)(c)(b)6Ωb4Ω（a ）图 R ab =8+3||[3+4||（7+5）]=8+3||（3+3）=8+2=10Ω（b ）图 R ab =7||(4||4+10||10)=7||7=3.5Ω（c ）图 R ab =5||[4||4+6||(6||6+5)]=5||(2+6||8)=5||(2+3.43)=2.6Ω（d ）图 R ab =3||(4||4+4)=3||6=2Ω（串联的3Ω与6Ω电阻被导线短路）2.2 用电阻的丫-△的等效变换求题2.2图所示电路的等效电阻。
解：为方便求解，将a 图中3个6Ω电阻和b 图中3个2Ω电阻进行等效变换，3个三角形连接的6Ω电阻与3个星形连接的2Ω电阻之间可进行等效变换，变换后电路如图所示。
（a ）R ab =2+(2+3)||(2+3)=4.5Ω（b ） R ab =6||(3||6+3||6)=6||4=2.4Ω2.3 将题2.3图所示电路化成等效电流源电路。
baba(b)(a)题2.2图(b)(a)题2.3图b abΩ(b)解：（a ）两电源相串联，先将电流源变换成电压源，再将两串联的电压源变换成一个电压源，最后再变换成电流源；等效电路为（b ）图中与12V 恒压源并联的6Ω电阻可除去（断开），与5A 恒流源串联的9V 电压源亦可除去（短接）。
两电源相并联，先将电压源变换成电流源，再将两并联的电流源变换成一个电流源，等效电路如下：2.4 将题2.4图所示电路化成等效电压源电路。
解：（a ）与10V 电压源并联的8Ω电阻除去（断开），将电流源变换成电压源，再将两串联的电压源变换成一个电压源，再变换成电流源，最后变换成电压源，等效电路如下：（b ）图中与12V 恒压源并联的6Ω电阻可除去（断开），与2A 恒流源串联的4Ω亦可(a)(b)题2.4图aa bababababbbb b除去（短接），等效电路如下：2.5 用电源等效变换的方法，求题2.5图中的电流I 。
第2章 一阶动态电路的暂态分析习题解答2.1 在图2.1（a ）中， F 5.0=C ，0)0(=u ，电流波形如图（b ）所示。
求电容电压)(t u ，瞬时功率)(t p 及t 时刻的储能)(t w 。
图2.1 习题2.1图解 电流源电流为⎪⎩⎪⎨⎧<<-<<=其他 02s 11A 1s 0 1A)(S t t t i分段计算电容电压)(t us 10<≤t 期间()V 2d 5.01d )(1)0()(00⎰==⎰+=tt t i C u t u λλλs 1=t 时，V 2)1(=us 21≤≤t 期间()V 24)1(22d )1(5.01)1()(1t t u t u t-=⎰--=⨯-+=λ 2=t s 时，0)2(=u s 2>t 时⎰=⨯+=tu t u 20d 05.01)2()(λ ()()⎪⎩⎪⎨⎧≤≤-≤≤=其他 02s 1 V 241s 0V 2)(t t t t t u瞬时功率为()()⎪⎩⎪⎨⎧<<-<<=⋅=其他 02s 1W 421s 0 W2)()()(t t t t t i t u t p S电容的储能为()⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧<<-<<==其他 02s 1 J 21s 0 J )(21)(222t t t t t Cu t w2.2 在图2.2（a ）中，电感H 3=L ，电流波形如图（b ）所示，求电压u 、s 1=t 时电感吸收功率及储存的能量。
图2.2 习题2.2图解 由图2.2(b)可写出电流的函数()⎪⎩⎪⎨⎧≤≤-≤≤=其他 02s 1A 21s 0 A )(t t t t t i⎪⎩⎪⎨⎧<<-<<==其他 02s 1 V 31s 0 V 3)(t t dt di L t u1s =t 时3W )1()1()1(==i u p J 231321)1(21)1(22L =⨯⨯==Li w 2.3 在图2.3所示电路中，已知()V 4cos 8t t u =，()A 201=i ，()A 102=i ，求0>t 时的()t i 1 和()t i 2。
第2章作业参考答案一、选择题1. B2. B3. B4. B5. A6. C7. C8. D9. A 10. B 13.B 14.B 15.C 19.C 24.A 25.B 26.C 27.C 28.B 29.C二简答与计算题31.解：（1）偏置电流IB=(UCC-UBE)/RB=（12-0.7）/240=0.047 mA集电极电流IC=βIB =40×0.047=1.88 mA集-极电压UCE=UCC-ICRC=12-1.88×3=6.36 V（2）在静态时（ui=0）C1上的电压为0.7V（等于UBE），靠近晶体管基极端为正极；C2上的电压为6.36V（等于UCE），靠近晶体管集电极端为正极（3）若使UCE=3V，则RB =β(UCC-UBE)/(UCC - UCE)=40(12-0.7)/(12-3)=50.2 kΩ若使IC =1.5 mA，则RB=β(UCC-UBE)/ IC=40(12-0.7)/1.5=301.3 KΩ（4）若UCC =10V，UCE =5V，IC=2，β=40，则RC=(UCC - UCE)/ IC=(10-5)/2=2.5 KΩRB=β(UCC-UBE)/ IC=40(10-5)/2=100 KΩ32.解：偏置电流IB=(UCC-UBE)/RB=[-6-(-0.2)]/200=-0.029 mA集电极电流IC=βIB =50×(-0.029)=-1.45 mA集-极电压UCE=UCC-ICRC=-6-(-1.45)×2=-3.1 V33.解：（1）IB= IC/β=1.55/50=0.031 mA，IE =(1+β) IB=(1+50) ×0.031=1.581 mA 由IE =（VB-UBE）/RE 得VB =IE RE+ UBE=1.581×2+0.7=3.862 V由VB = I2 RB2 得RB2 = VB/ I2=3.862/0.31≈12 KΩ（令I2= 10IB）由I2≈UCC/( RB1+RB2) 得RB1≈ UCC/ I2-RB2≈15/0.31-12.45≈36 KΩ（2）因直流通路中电容相当于断路，故RE有或无旁路电容时，静态工作点无变化。
第二章思考题与习题解答2-1 判断正确(√)与错误(×)。
电路的静态是指：(1)输入交流信号的幅值不变时的电路状态。
( )(2)输入交流信号的频率不变时的电路状态。
( )(3)输入交流信号且幅值为零时的状态。
( )(4)输入端开路时的状态。
( )(5)输入直流信号时的状态。
( )目的澄清静态的概念。
解(1) ×。
因为这是动态概念。
(2) ×。
理由与(1)相同。
(3) √。
即当i 0U=时的状态，也就是正弦波过零点对应的状态就是静态。
(4) ×。
输入端开路时不能保证i 0U=的条件，可能有干扰信号从输入端窜入，因此不能保证静态。
(5) ×。
这仍然是动态概念。
2-2 试判断图题2-2(a)～(i)所示各电路对交流正弦电压信号能不能进行正常放大，并说明理由。
图题2-2目的 检查放大电路是否能正常放大。
分析 一个能正常工作的放大电路应该同时满足四个原则，缺一不可。
这就是：①e 结正偏，c 结反偏。
由直流电源CC V 与BB V 保证。
②信号能输入。
③信号能输出。
④波形基本不失真。
由合适的工作点保证。
检查一个电路，只要有一个原则不满足就不能正常放大。
解 图(a)不能正常放大。
因为BB V 的极性接反了，使e 结反偏。
图(b)不能放大。
原因是CC V 极性接反了，使c 结正偏。
图(c)不能放大。
因为b R =0，使信号i U 通过短路线以及CC V 对地交流短路，加不到晶体管上，从而o U =0。
图(d)不能放大。
因为e 结处于零偏置。
图(e)能正常工作。
因为四个原则均满足。
图(f)不能放大。
因为电容C 有隔直作用，使BB V 不能在b R 上产生偏置电流，即BQ I =0，工作点不合理。
图(g)不能放大。
因为BB V 将信号i U 对地直接短路，不能输入到晶体管上。
图(h)不能放大。
因为c R =0，信号不能输出。
图(i)能放大。
四个原则均满足。
其中二极管起温度补偿作用。
第2章 一阶动态电路的暂态分析习题解答2.1 在图2.1（a ）中， F 5.0=C ，0)0(=u ，电流波形如图（b ）所示。
求电容电压)(t u ，瞬时功率)(t p 及t 时刻的储能)(t w 。
图2.1 习题2.1图解 电流源电流为⎪⎩⎪⎨⎧<<-<<=其他 02s 11A 1s 0 1A)(S t t t i分段计算电容电压)(t us 10<≤t 期间()V 2d 5.01d )(1)0()(00⎰==⎰+=tt t i C u t u λλλs 1=t 时，V 2)1(=us 21≤≤t 期间()V 24)1(22d )1(5.01)1()(1t t u t u t-=⎰--=⨯-+=λ 2=t s 时，0)2(=u s 2>t 时⎰=⨯+=tu t u 20d 05.01)2()(λ ()()⎪⎩⎪⎨⎧≤≤-≤≤=其他 02s 1 V 241s 0V 2)(t t t t t u瞬时功率为()()⎪⎩⎪⎨⎧<<-<<=⋅=其他 02s 1W 421s 0 W2)()()(t t t t t i t u t p S电容的储能为()⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧<<-<<==其他 02s 1 J 21s 0 J )(21)(222t t t t t Cu t w2.2 在图2.2（a ）中，电感H 3=L ，电流波形如图（b ）所示，求电压u 、s 1=t 时电感吸收功率及储存的能量。
图2.2 习题2.2图解 由图2.2(b)可写出电流的函数()⎪⎩⎪⎨⎧≤≤-≤≤=其他 02s 1A 21s 0 A )(t t t t t i⎪⎩⎪⎨⎧<<-<<==其他 02s 1 V 31s 0 V 3)(t t dt di L t u1s =t 时3W )1()1()1(==i u p J 231321)1(21)1(22L =⨯⨯==Li w 2.3 在图2.3所示电路中，已知()V 4cos 8t t u =，()A 201=i ，()A 102=i ，求0>t 时的()t i 1 和()t i 2。
图2.3 习题2.3电路图解()()A 4sin 2d 4cos 8212d 21)0()(0011t t u i t i tt +=⎰+=⎰+=ττ()A 4s i n 211d 4c o s 841)0()(022⎪⎭⎫⎝⎛-=⎰-=t i t i t ττ 2.4 电路如图 2.4(a)所示，开关在0=t 时由“1”搬向“2”，已知开关在“1”时电路已处于稳定。
求C u 、C i 、L u 和L i 的初始值。
（a ）动态电路 （b ）+=0t 时刻的等效电路图2.4 习题2.4电路图解 在直流激励下，换路前动态元件储有能量且已达到稳定状态，则电容相当于开路，电感相当于短路。
根据-=0t 时刻的电路状态，求得V 48222)0(C =⨯+=-u ，A 2228)0(L =+=-i 。
根据换路定则可知：V 4)0()0(C C ==-+u u ，A 2)0()0(L L ==-+i i用电压为)0(C +u 的电压源替换电容，电流为)0(L +i 的电流源替换电感，得换路后一瞬间+=0t 时的等效电路如图(b)。
所以1A )0(04)0(4C C ＝－， ++=+⋅i i V 4)0(0)0()0(2L L L ＝－， ＋+++=⋅u u i2.5 开关闭合前图2.5（a ）所示电路已稳定且电容未储能，0=t 时开关闭合，求)0(+i 和)0(+u 。
（a ）动态电路 （b ）+=0t 时刻的等效电路图2.5 习题2.5电路图解 由题意得，换路前电路已达到稳定且电容未储能，故电感相当于短路，电容相当于短路，A 16410)0(L =+=-i ，0)0(C =-u 。
由换路定则得：0)0()0(C C ==-+u u ，A 1)0()0(L L ==-+i i 。
换路后瞬间即+=0t 时的等效电路如图2.5(b)，求得 V 441)0(=⨯=+u ， A 321366)0(=⨯+=+i 2.6 电路如图2.6所示，开关在0=t 时打开，打开前电路已稳定。
求C u 、L u 、L i 、1i 和C i 的初始值。
图2.6 习题2.6电路图解 换路前电容未储能，电感已储能，所以-=0t 时刻的起始值 0)0(C =-u ，A 326)0(L ==-i 由换路定则得：0)0(C =+u ，A 3)0(L =+i A 1)0(422)0(L 1=⨯+=++i i A 2)0()0()0(1L C =-=+++i i i V 4)0(4)0(26)0(1L L -=--=+++i i u2.7 换路前如图2.7所示电路已处于稳态，0=t 时开关打开。
求换路后的L i 及u 。
图2.7 习题2.7电路图解 0<t 时，电感储能且达到稳定，电感相当于短路，求得A 41366636363)0(L =+⨯+⨯+=-i 由于电流L i 是流过电感上的电流，根据换路定则得A 41)0()0(L L ==-+i i 0>t 时，电感两端等效电阻为Ω=+=9630R时间常数τs 920==R L τ 由此可得0>t 时各电流和电压为A e 41e)0()(29L L tτt i t i --+== 0>t V e 23)(629L tt i u --==－ 0>t2.8 换路前如图2.8所示电路已处于稳态，0=t 时开关闭合。
求换路后电容电压C u 及电流i 。
图2.8 习题2.8电路图解 0<t 时，电容储能且达到稳定，电容相当于开路，求得V 6421)0(C =+⨯=-u根据换路定则得：V 6)0()0(C C ==-+u u 时间常数：s 2.02.01=⨯=τ 由此可得0>t 时各电流和电压为V e 6e)0()(5C C t τtu t u --+== 0>t()A e 6312415C t u i -+=++= 0>t 2.9 换路前如图2.9电路已处于稳态，0=t 时开关闭合。
求换路后电容电压C u 及C i 。
图2.9 习题2.9电路图解 0<t 时，电容无储能，即 0)0()0(C C ==-+u u0>t 时，利用叠加原理得V 6233336333)(C =⨯+⨯+⨯+=∞u时间常数：s 75.15.0333320=⨯⎪⎭⎫⎝⎛+⨯+==C R τ 由此可得0>t 时各电流和电压为V e 16)(75.11C ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=-t t u 0>t A e 712dt 75.11C C tdu C i -== 0>t2.10 开关在0=t 时关闭，求如图2.10所示电路的零状态响应()t i 。
图2.10 习题2.10电路图解 求从等效电感两端看进去的戴维南等效电路 V 1266432OC =-⨯++=U Ω=++⨯=66.364640R时间常数：1210==R L τ 零状态响应：()A e 161e 1)(120OCt t R Ut i ---=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=τ 0>t 2.11在如图2.11所示电路中，开关闭合前电感、电容均无储能，0=t 时开关闭合。
求0>t 时输出响应u 。
图2.11 习题2.11电路图解 由换路定则可知：0)0()0(C C ==-+u u ，0)0()0(L L ==-+i i 电容稳态值：V 422)(C =⨯=∞u时间常数：s 15.02C =⨯=τ零状态响应：()V e 14e 1)()(CC t t u t u ---=⎪⎪⎭⎫⎝⎛-∞=τ电感稳态值：A 2)(L =∞i 时间常数：s 3162L ==τ 零状态响应：()A e12)(3L tt i --=()V e 12e 44d d )()(3LC t t ti Lt u t u --+-=+= 0>t 2.12在如图2.12所示电路中，开关接在位置“1”时已达稳态，在0=t 时开关转到“2”的位置，试用三要素法求0>t 时的电容电压C u 及i 。
图2.12 习题2.12电路图解 开关在位置1时：V 46424)0(=⨯+=-C u ， 由换路定则得初始值：V 4)0()0(C C ==-+u u稳态值：V 2)3(424)(C -=-⨯+=∞u 时间常数：s 3414242=⨯+⨯=τ 由三要素法得：[]V e 62e)()0()()(43C C C C ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=∞-+∞=--+t tu u u t u τ0>tA e 3212343⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=--=-t C u i 0>t 2.13 图2.13所示电路原已达稳态，0=t 开关打开。
求0>t 时的响应C u 、L i 及u 。
图2.13 习题2.13电路图解：（1）应用三要素法求电容电压 电容初始值：V 5.25101010)0()0(C C =⨯+==-+u u稳态值：V 5)(C =∞u 时间常数：s 1101.0C =⨯=τ 所以 ()V e 5.25)(C t t u --= 0>t （2）应用三要素法求电感电流 初始值：A 25.1101051)0()0(L L =++==-+i i稳态值：A 1)(=∞i 时间常数：s 51L =τ 所以 ()A e25.01)(5L tt i -+=0>t()V e 25.1e 5.25d d 5LC t t ti u u --+-=-= 0>t 2.14 在开关S 闭合前，如图2.14所示电路已处于稳态，0=t 时开关闭合。
求开关闭合后的电流L i 。
图2.14 习题2.14电路图解（1）应用三要素法求电感电流初始值：A 21444)0()0(L L =+==-+i i 稳态值：A 3121444444)(L =⨯+⨯+=∞i时间常数：s 21444443L =+⨯+=τ故得 A e 6131)(2L ⎪⎭⎫⎝⎛+=-t t i 0>t 2.15 在如图2.15所示的电路中，开关S 闭合前电路为稳态，0=t 时开关闭合，试求0>t 时的)( (t)C C t i u 、及)(L t i 。
图2.15 习题2.15电路图解 （1）应用三要素法求电容电压 初始值：V 1)0()0(C C ==-+u u稳态值：V 4.51)(C -=-=∞u时间常数：s 111C =⨯=τ 故 ()V e 54)(C t t u -+-= 0>tA 5e CC t dtdu i －＝－=0>t （2）应用三要素法求电感电流 初始值：0)0()0(L L ==-+i i 稳态值： 2.5A 25)(L ==∞i 时间常数：s 31032324L =+⨯=τ 所以 A e 12.5)(103L ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=-t t i 0>t。
