第1章电路基本概念与电路定律习题与答案

第一章 电路的基本概念和基本定律习题解答1-1 题 1-1 图所示电路，求各段电路的电压U ab 及各元件的功率，并说明元件是消耗功率还是对外提供功率2Ab 1Ab a-8Aba- a+6V+-8V-+-10V -(a)(b)(c)-2Aba-1Aa-2Aa+ -b-+ b--6V+-8V 16V (d)(e)(f)题 1-1 图解 根据功率计算公式及题给条件，得（ a ） U =6V, P =6×2= 12W消耗功率ab（ b ） U ab =-8V ， P =1×(-8)=-8W 提供功率（ c ） U ab =-10V, P =-(-8) (-10)=-80W提供功率（ d ） U =-8V, P =-(-2)(-8)=-16W提供功率ab（ e ） ab =-(-6)=6V,=-(-1)(-6)=-6W提供功率UP（ f ） U ab =-16V, P =(-2)16=-32W提供功率1-2 在题 1-2 图所示各元件中， 已知：元件 A 吸收 66W 功率，元件 B 发出 25W 功率； 元件 C 吸收负 68W 功率，求 i 、 u 和 i 。

ABCi A-5Ai CＡ--Ｂ++C-+u B-4V6V题 1-2 图解 根据题意，对元件A ，有A=6 A =66,i A==11APi对元件 B ，有B=-5 B =-25,B==5VP uu对元件 C ，有P C =-4 i C =-68, i C ==17A1-3 题 1-3 图所示电路中， 5 个元件代表电源或负载。

通过实验测量得知： I 1=-2A ，I 2=3A ， I 3=5A ， U =70V ，U =-45V ， U =30V ， U =-40V ， U =-15V 。

1 2 3 45（１）试指出各电流的实际方向和各电压的实际极性 （２）判断那些元件是电源；那些元件是负载（３）计算各元件的功率，验证功率平衡U 4U 5I 1+-４+-I3-+５+-I 2++++-+U1 １U 3３U2 ２----+ -题1-3 图解（ 1）图中虚线箭头为各支路电流的实际方向。

（请注意：为节省版面，排版比较紧凑，问答、计算题部分可在背面作答也可另加附页）第1章 电路的基本概念与基本定律1、设电路的电压与电流的参考方向如图1所示，已知0,0><I U ，则电压与电流的实际方向为（ ）。

A. a 点为高电位，电流由a 至bB. a 点为高电位，电流由b 至aC. b 点为高电位，电流由a 至bD. b 点为高电位，电流由b 至a图1 图2 2、电路如图2所示，ab 端电压=U （ ）。

A. 15V B. 4V C. 5V D. 10V3、电路如图3所示，若0,0,>>>R Is IsR Us ，则（ ）。

A. 电阻吸收功率，电压源与电流源发出功率B. 电阻与电压源吸收功率，电流源发出功率C. 电阻与电流源吸收功率，电压源发出功率D. 此电路不满足功率平衡图3 图44、电路如图4所示，2A 电流源发出的功率为（ ）。

A. 8W ； B.－8W ； C. 2W ； D. －4W 。

5、电路如图5所示，电压与电流的关系式为（ ）。

A.IR E U -=B. IR E U +=C. IR E U +-=D. IR E U --=图5 图66、电路如图6所示，则b 、c 两点间的电压bc U 为（ ）。

A ． 0V B. 2V C. 8V D. －2V图7 图87、电路如图7所示，已知图中4=Us V ，Ω=101R ，Ω=302R ，Ω=603R ，Ω=204R ，则端电压=U （ ）。

A ．－10V B. －20V C.10V D. －2V8、电路如图8所示，3A 电流源发出的功率为（ ）。

A. －21W B. 21W C. －18W D. 18W9、图9所示电路端口电压电流关系为（ ）。

A. I U +=25B. I U -=25C. I U --=25D. I U +-=25图9 图1010、电路如图10所示，若将AB 两点短路，则（ ）。

第一章电路的基本概念和基本定律习题填空1、电场强度是，即有又有。

2、电路中有A、B两点，其电位分别为V A和V B。

则两点之间的电压为：。

3、物体按照导电能力的不同，可以将分为：、、。

4、物体阻值大小与、、和有关。

5、当负载可变化时，负载获得最大功率的条件是：，负载获得最大功率为.1.电路就是______通过的路径，它由______、_______、_______和________ 等组成的闭合电路。

2.电路有_______、_______ 和________ 三种状态。

3.负载就是用电设备，如电动机把______能转换为________的装置。

4.最常用的导线有_______ 和_______等，是用来____________ 电能的。

5电路中_________的定向移动形成电流，电流的大小是指单位_________内通过导体横截面的__________________。

6.形成电流必须具备的两个基本条件是⑴_______________________________ ⑵___________________________________。

7.通过一个电阻的电流是2A，经过1min，通过这个电阻横截面的电荷量是______C。

8. 500mA=________A， 2.5A=_________mA。

μ; 1×10 4mA=____________A。

0.05mA=___________A9.习惯上规定______定向移动的方向为电流方向。

金属导体中自由电子的定向移动方向与电流方向是________的。

10.电压表征电场力把单位正电荷从电源_____极，经过电源外部移到电源______极所做的功。

11. 7.5kV=_______V， 950mV=_________V；6.2V=_______mV=_______kV。

12.电阻是表示物体对电流起________作用的物理量。

13.在保持温度（20℃）不变条件下，导体的电阻与导体的长度成___-比，与导体的横截面积成____比。

第一章 电路的基本概念和基本定律本章是学习电工技术的理论基础，介绍了电路的基本概念和基本定律：主要包括电压、电流的参考方向、电路元件、电路模型、基尔霍夫定律和欧姆定律、功率和电位的计算等。

主要内容： 1．电路的基本概念（1）电路：电流流通的路径，是为了某种需要由电工设备或电路元件按一定方式组合而成的系统。

（2）电路的组成：电源、中间环节、负载。

（3）电路的作用：①电能的传输及转换；②信号的传递及处理。

2．电路元件及电路模型（1）电路元件：分为独立电源和受控电源两类。

①无源元件：电阻、电感、电容元件。

②有源元件：分为独立电源和受控电源两类。

（2）电路模型：由理想电路元件所组成反映实际电路主要特性的电路。

它是对实际电路电磁性质的科学抽象和概括。

采用电路模型来分析电路，不仅使计算过程大为简化，而且能更清晰地反映该电路的物理本质。

（3）电源模型的等效变换①电压源及电阻串联的电路在一定条件下可以转化为电流源及电阻并联的电路，两种电源之间的等效变换条件为：0R I U S S =或0R U I SS =②当两种电源互相变换之后，除电源本身之外的其它外电路，其电压和电流均保持及变换前完全相同，功率也保持不变。

3．电路的基本物理量、电流和电压的参考方向以及参考电位 （1）电路的基本物理量包括：电流、电压、电位以及电功率等。

（2）电流和电压的参考方向：为了进行电路分析和计算，引入参考方向的概念。

电流和电压的参考方向是人为任意规定的电流、电压的正方向。

当按参考方向来分析电路时，得出的电流、电压值可能为正，也可能为负。

正值表示所设电流、电压的参考方向及实际方向一致，负值则表示两者相反。

当一个元件或一段电路上的电流、电压参考方向一致时，称它们为关联参考方向。

一般来说，参考方向的假设完全可以是任意的。

但应注意：一个电路一旦假设了参考方向，在电路的整个分析过程中就不允许再作改动。

（3）参考电位：人为规定的电路种的零电位点。

第1章 电路的基本概念和定律习题参考解答1-1 由4个元件构成的电路如图1-32所示。

已知元件1是电源，产生功率600W ；元件2、3和4是消耗电能的负载，元件3和4的功率分别为400W 和150W ，电流I =2A 。

（1）求元件2的功率；（2）求各元件上的电压，并标出电压的真实极性；（3）用电源符号和电阻符号画出电路模型，并求出各电阻值。

R 3图1-32习题1-1图 解题1-1图（a ） 解题1-1图（b ）解：（1）求元件2的功率13412342134600W,400W,150W60040015050WP P P P P P P P P P P =-==+++=⇒=---=--=（2）求各元件上的电压①元件1产生功率，设其电压极性为上正下负， 此时电压和电流为非关联方向，所以1111600300V 2P P U I U I -=-⇒=-=-= 电压值为正，故所设极性即为真实极性；②元件2消耗功率，设其电压极性为左正右负，此时电压和电流为关联方向，所以22225025V 2P P U I U I =⇒===，电压值为正，故所设极性即为真实极性； ③元件3消耗功率，设其电压极性为上正下负，此时电压和电流为关联方向，所以3333400200V 2P P U I U I =⇒===，电压值为正，故所设极性即为真实极性； ④元件4消耗功率，设其电压极性为右正左负，此时电压和电流为关联方向，所以444415075V 2P P U I U I =⇒===，电压值为正，故所设极性即为真实极性； 电压的真实极性见解题1-1图（a ）所示。

（3）画电路模型元件2，元件3，元件4为电阻，且电压和电流方向为关联方向，所以有：32424252007512.510037.5222U U U R R R I I I ===Ω===Ω===Ω3，， 元件1为电源，电路模型见解题1-1图（b ）所示。

1-2 在图1-33所示电路中，已知U S1=30V ，U S2=6V ，U S3=12V ，R 1=2.5Ω，R 2=2Ω，R 3=0.5Ω，R 4=7Ω，电流参考方向如图中所标，以n 点为参考点，求各点电位和电压U AB 、U BC 、U DA 。

电工学少学时1-4章课后习题答案第一章电路的基本概念与基本定律11 电路和电路模型1、（1）实际电路是由各种电气器件按照一定的方式连接而成的，用于实现电能的传输、分配和转换，以及信号的传递、处理和控制等功能。

（2）电路模型是对实际电路的理想化和简化，它由理想电路元件组成，如电阻、电感、电容、电源等，用特定的符号表示，以便于对电路进行分析和计算。

2、常见的理想电路元件包括电阻元件、电感元件、电容元件、电压源和电流源。

电阻元件表示消耗电能并将电能转化为热能的元件；电感元件表示储存磁场能量的元件；电容元件表示储存电场能量的元件；电压源提供恒定的电压；电流源提供恒定的电流。

12 电流和电压的参考方向1、电流的参考方向是人为假定的电流流动的方向，若实际电流方向与参考方向相同，电流为正值；若实际电流方向与参考方向相反，电流为负值。

2、电压的参考方向也是人为假定的，通常从高电位指向低电位。

当实际电压方向与参考方向相同时，电压为正值；反之，电压为负值。

13 电功率和电能1、电功率是电路中单位时间内消耗或产生的电能，P ＝ UI。

当 P＞ 0 时，元件吸收功率；当 P ＜ 0 时，元件发出功率。

2、电能是电功率在一段时间内的积累，W ＝ Pt。

电能的单位通常是焦耳（J）。

14 电路元件1、电阻元件的伏安特性是一条通过原点的直线，其电阻值是常数。

2、电感元件的电压与电流的关系为：＄u ＝ L\frac{di}｛dt}＄。

3、电容元件的电流与电压的关系为：＄i ＝ C\frac{du}｛dt}＄。

15 电源元件1、理想电压源的端电压恒定不变，与通过它的电流无关。

2、理想电流源的输出电流恒定不变，其两端电压由外电路决定。

16 基尔霍夫定律1、基尔霍夫电流定律（KCL）：在任一时刻，流入一个节点的电流之和等于流出该节点的电流之和。

2、基尔霍夫电压定律（KVL）：在任一时刻，沿任一闭合回路，各段电压的代数和恒等于零。

第二章电路的分析方法21 电阻串并联连接的等效变换1、电阻串联时，等效电阻等于各个电阻之和，即＄R_{eq} ＝ R_1 ＋ R_2 ＋＼cdots ＋ R_n$。