《电工学》第5章习题

电工学部分习题参考答案第1章 习题习 题1-1 单项选择题1. 一个220V 、40W 的灯泡和一个220V 、60W 的灯泡串联起来接到220V 的电源上，请问哪个灯泡会比较亮？（ ）A ．220V ，40W 的灯泡比较亮B ．220V ，60W 的灯泡比较亮C ．一样亮2. 一个220V 、40W 的灯泡和一个220V 、60W 的灯泡并联起来接到220V 的电源上，请问哪个灯泡会比较亮？（ ）A ．220V ，40W 的灯泡比较亮B ．220V ，60W 的灯泡比较亮C ．一样亮3. 空间中有a 、b 、c 三点，已知V 2ab =U ，V 3bc =U ，求ac U 的电压。

（ ） A. 1V B. 5V C. －1V4. 已知V 2ab =U ，V 3bc =U ，如果以b 点作为电位参考点，求a 、b 、c 三点电位。

（ ）A ．a 点电位为0V ，b 点电位为2V ，c 点电位为3V B. a 点电位为2V ，b 点电位为0V ，c 点电位为3V C ．a 点电位为2V ，b 点电位为0V ，c 点电位为-3V D. a 点电位为5V ，b 点电位为3V ，c 点电位为0V 5. 如图T1.1所示，A 10S =I ，V 5S =U ，Ω=1R ，问电压源和电流源各起什么作用。

（ ）A ．电压源起负载作用，电流源起电源作用。

B ．电压源起电源作用，电流源起电源作用。

C. 电压源起电源作用，电流源起负载作用。

1-2 判断题（正确的请在每小题后的圆括号内打“√”，错误的打“×”）1. 如果没有参考方向，只说某支路中的电流为-1A ，这种说法没有意义。

（ ）2. 电路中某两点的电位很高，因此这两点间的电压也很高。

（ ）3. 实际电流源允许开路运行，它对外不输出功率，自身也不消耗功率。

（ ）图T1.1 习题1-1（5）图图T1.2 习题1-3图4. 电压和电位的单位都是伏特，但是它们在概念上没有联系。

2011年春季《电工学》习题（上）院系 年级专业 学生姓名 学号第1、2章 电路定律及分析方法习题一、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 ）-5V B ）5V C ）20VU+R 题1图2．图示电路中，A 点的电位V A 为( )。

A ）2 V B ）-4 V C ） -2 V－ 2 k 7 k ΩΩ题2图3．图示电路中，U 、I 的关系式正确的是( )。

A ）U = (I S + I )R 0 B ）U = (I S －I )R 0 C ）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( )。

A ）7AB ）3AC ）-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．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( )。

A ）增大B ）不变C ）减小221Ω2V 2A图 1图 2+题6图7．图示电路中，供出功率的电源是( )。

A ）理想电压源 B ）理想电流源 C ）理想电压源与理想电流源8．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( )。

A ）4和3 B ）3和3 C ）3和4I RU 2A 14VSS1Ω1Ω..+题7图R R R R R I U 1234GGS....+题8图9．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( )。

A ）可以用 B ）不可以用 C ）有条件地使用10．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 ）-18VB ）18VC ）-6VU I ABSSΩ3+题10图.－6V SA.1k 1k ΩΩ题11图11．在图示电路中，当开关S 闭合时A 点的电位V A ( )。

第五章习题参考答案5.1 题5.1的图所示的是三相四线制电路，电源线电压l U ＝380V 。

三个电阻性负载接成星形，其电阻为1R =11Ω，2R =3R =22Ω。

(1)试求负载相电压、相电流及中性线电流，并作出它们的相量图；(2)如无中性线，求负载相电压及中性点电压；(3)如无中性线，当L1相短路时求各相电压和电流，并作出它们的相量图；(4)如无中性线，当L3相断路时求另外两相的电压和电流；(5)在(3)，(4)中如有中性线，则又如何?1L 2L 3L N题5.1的图解： ○1各相负载两端电压都等于电源相电压，其值为：V V U U l P22033803===。

各负载相电流分别为：()()AI I I I I I A R UI A R U I A R U I N P P P 1030cos 30cos 30sin 30sin 10,10,202232132332211=︒-︒++︒-︒-=======相量图如图（b ）所示。

○2因为三相电源对称，而三相负载不对称时，由于无中性线，将使电源和负载中点之间的电位差不为零，而产生中性点位移。

设 V U U ︒∠=011 ()()()V V U U U V V U U U VV U U U V V R R R R U R U R U U NN N N N N N N ︒∠=︒∠-︒∠=-=︒-∠=︒∠-︒-∠=-=︒∠=︒∠-︒∠=-=︒∠=++︒∠+︒-∠+︒∠=++++=131252055120220131252055120220016505502200552212211112212022022120220110220111''''3'32'21'1321332211○3若无中性线，1L 相短路，此时电路如图（c ）所示，此时1L 相的相电压01=U ，2L 相、3L 相的相电压分别等于2L 、1L 之间、3L 、1L 之间的线电压，所以有：V U U V U U ︒∠==︒-∠=-=150380,150380313122 各相电流为：()()A A I I IV R U I VR U I ︒∠=︒∠+︒-∠-=+-=︒∠==︒-∠==0301503.171503.171503.171503.17321333222 相量图如图（d ）所示○4若无中线，3L 相断路，电路如图（e ）所示，1L ，2L 两相成了串联电路： V V R I UV V R I U AA R R U I I ︒∠=⨯︒∠=∙=︒∠=⨯︒∠=∙=︒∠=+︒∠=+==3025322305.113012711305.11305.11221130380222111211221 ○5当有中性线，1L 相短路或3L 相断路，其他相电压、电流均保持不变。

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ω ；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30Ω，感抗为40Ω，容抗为80Ω，那么电路的阻抗为 50Ω ，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）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 、V ；B 、V ；C 、V 。

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 。

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。

第五章 三相交流电路 5-1-1 在图5-1中，如果发电机的转子逆时针旋转，三相电动势的相序如何？[答] 相序为1→3→2。

5-1-2 已知星形联接的三相电源中u 23=2202sin(ωt －90°)V ，相序为1→2→3。

试写出u 12 、u 31U 、u 1、u 2 、u 3的表达式。

[答] ｕ12= 2202sin(ωt －90°+120°)V= 2202sin(ωt +30°)Vｕ31= 2202sin(ωt －90°－120°)V= 2202sin(ωt －210°)V=2 220sin(ωt +150°)Vｕ1= 2202/3sin(ωt +30°-30°)V= 1272sin ωt Vｕ2 = 1272sin(ωt -120°)Vｕ3= 1272sin(ωt -240°)V = 1272sin(ωt +120°)V5-2-1 若三相负载的阻抗相等，即｜ＺU ｜＝｜ＺV ｜＝｜ＺW ｜，能否说这三相负载一定是对称的呢？为什么？[答] 仅三相负载的阻抗相等，不能说这三相负载一定是对称的，还必须三相负载的阻抗角也相等，才能说这三相负载是对称的。

5-2-2 试判断下列结论是否正确：(1) 当负载作星形联接时，必须有中性线;(2) 当负载作星形联接时，线电流必等于负载相电流;(3) 当负载作星形联接时，电源线电压必为各相负载电压的3倍[答] (1) 不对，当负载作星形联接时，如果三相负载对称，就不需要中性线。

思考题解答 图5-1 U 2 U 1V 1 V 2 W 1W 2ωe 1e 2 e 3(2) 对的。

(3) 当负载作星形联接时，如果接有中性线，则电源线电压必为负载相电压的3倍；但如果没有接中性线，且三相负载又不对称，则电源线电压就不是负载相电压的3倍。

故该结论是错的。

第5章 习题解答5.1 在图5.1所示电路中，12100V ,1,99,10F E R R C μ==Ω=Ω=，试求：（1）S 闭合瞬间，各支路电流及各元件端电压的值；（2）S 闭合后到达稳定状态时中各电流和电压的值；（3）当用电感元件L =1H 替换电容元件后再求（1），（2）两种情况下各支路的电流及各元件端电压的值。

解：（1）S 闭合瞬间，由于电容C 的电荷0)0(,0C 0==-u q ，所以0)0()0(C C ==-+u u ，即C 可视为短路，2R 被短接，20i =。

此时（2）S 闭合后，电路达到稳定状态时，由于E 为直流电动势，所以C 视为开路，则10i =1R 11A 11V u iR ==⨯Ω=2C R 21A 9999V u u iR ===⨯Ω=（3）当用电感元件替换电容元件后，S 闭合瞬间，由于S 闭合前电感中电流为零，即L (0)0i -=，且电感元件中电流不能跃变，所以L L 1(0)(0)0i i i +-===电感在S 闭合瞬间L 视为开路，所以此时212100V 1A 199E i i R R ====+Ω+Ω1R 11A 11V u iR ==⨯Ω=2R 21A 9999V u iR ==⨯Ω=11100V 100A1E i i R ====Ω2R C (0)0u u +==212100V1A199E i i R R ====+Ω+Ω1R 1100A 1100Vu iR ==⨯Ω=R 22L R 99V u u ==S 闭合后，且电路达到稳定状态时，在直流电动势E 作用下，电感元件L 视为短路，则2R 被短路。

所以，11100V 100A 1E i i R ====Ω20i = 2L R 0u u ==1R 1100A 1100V u iR ==⨯Ω=5.2 在图5.2所示电路中，已知126V ,6A ,3E I R R ====Ω。

当电路稳定后，在t =0时将两个开关同时闭合。

大二电工学课后习题第五章答案(1) 第一章电路的基本概念和基本定律习题解答1-1 在图1-39所示的电路中，若I1=4A，I2=5A，请计算I3、U2的值；若I1=4A，I2=3A，请计算I3、U2、U1的值，判断哪些元件是电源？哪些是负载？并验证功率是否平衡。

解：对节点a应用KCL得I1+ I3= I2 即4+ I3=5, 所以 I3=1A在右边的回路中，应用KVL得6?I2+20?I3= U2，所以U2=50V同理，若I1=4A，I2=3A，利用KCL和KVL得I3= -1A，U2= -2V在左边的回路中，应用KVL得20?I1+6?I2= U1，所以U1=98V。

U1，U2都是电源。

电源发出的功率：P发= U1 I1+ U2 I3=98?4+2=394W负载吸收的功率：P吸=20I1+6I22+20I3=394W二者相等，整个电路功率平衡。

1-2 有一直流电压源，其额定功率PN=200W，额定电压UN=50V，内阻Ro=0.5Ω，负载电阻RL可以调节，其电路如图1-40所示。

试求：⑴额定工作状态下的电流及负载电阻RL的大小；⑵开路状态下的电源端电压；⑶电源短路状态下的电流。

解：⑴IN?PNUxx0??4A RL?N??12.5? UN50IN422⑵ UOC?US?UN?IN?R0?50+4?0.5 = 52V⑶ ISC?US52??104AR00.5图1-39 习题1-1图图1-40 习题1-2图1-3 一只110V、8W的指示灯，现在要接在220V的电源上，问要串多大阻值的电阻？该电阻的瓦数为多大？解：若串联一个电阻R后，指示灯仍工作在额定状态，电阻R应分去110V的电1102?1512.5? 压，所以阻值R?81102?8W 该电阻的瓦数PR?R1-4 图1-41所示的电路是用变阻器RP调节直流电机励磁电流If的电路。

设电机励磁绕组的电阻为315Ω，其额定电压为220V，如果要求励磁电流在0.35～0.7A的范围内变动，试从下列四个电阻中选用一个合适的变阻器：⑴1000Ω 0.5A；⑵350Ω 0.5A；⑶200Ω 1A；⑷350Ω 1A；图1-41 习题1-4图解：要求励磁电流在0.35～0.7A的范围内变动，则应有0.35?220?0.7 315?RP则 313.6?RP??0.714?取 314?RP?0?同时变阻器中允许通过的电流最大值不小于0.7A综上所以选择第四个变阻器。

5-1. 说明人体触电致死的原因。

答：触电就是指人体的不同部位同时接触到不同电位的带电体时，人体内就有电流通过而造成对人体的伤害。

触电所造成的伤害主要有电击和电伤。

电击是人体加上一定电压后，人体电阻迅速减小，而使通过人体的电流增大，造成人体内部组织损坏而致死亡。

电伤是电流的热、化学、机械效应所造成身体表面皮肤、肌肉的伤害。

常见为电弧烧伤、灼伤人的脸面、肢体等部分，情况严重的也会导致死亡。

5-2. 解释跨步电压、接触电压的含义，说明在何种情况下能够发生跨步电压、接触电压触电。

答：当系统发生故障时，如输电线断裂接地、设备碰壳短路或遭受雷击等，将会有很大的电流流过接地体进入大地，接地体及其周围的土地将有对地电压产生。

对地电压以接地体处最高，离开接地体，对地电压逐渐下降，约至离接地体20米处对地电压降为零。

此时当人接地体附近行走时，在两脚之间将有一个电压存在，这种电压称为跨步电压。

发生短路故障的设备有对地电压，人触及设备外壳会有电压加于人体，这种电压称为接触电压。

跨步电压和接触电压触电，一般在雷击或有强大的接地短路电流出现时发生。

5-3. 怎样会发生触电事故？为了避免触电，我们在使用电器，接电操作时应注意哪些问题？答：电对人体的伤害是人体触电所造成的。

触电就是指人体的不同部位同时接触到不同电位的带电体时，人体内就有电流通过而造成对人体的伤害。

要防止发生触点事故最主要的是人必须按照规定的安全操作规程操作与使用用电器，以及用电器的电气安全性能必须符合要求，即在长期使用的过程中不发生漏电现象及因之形成的设备表面带电。

5-4. 在进行电工实验时，为什么在合上电源时操作者一定要通知同组同学注意？为什么在实验过程中不允许带电改接电路？答：因为在电工实验时电源电压通常为220V，当人接触此电压用电器时会造成触电事故可能危及生命。

因此合上电源时操作者一定要通知同组同学注意，避免其它同学在不知情的情况下误接触到连接到电源上的实验设备。

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0R U I S、端电压U ＝0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。

（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。

第5章三相电路一、练习与思考详解5.1.1欲将发电机的三相绕组连成星形时，如果误将U 2，V 2，W 1连成一点（中性点），是否可以产生对称三相电压？解：不可以，此时三个电压为：U 1＝U m sin ωtU 2＝U m sin（ωt－120°）W ′1＝U m sin（ωt－240°＋180°）＝U m sin（ωt－60°）这三个电动势大小相等，频率相同，但彼此相位差不相等，因此U 1＋V 1＋W ′1≠0，不是对称的三相电压。

5.1.2当发电机的三相绕组连成星形时，设线电压u 122sin（ωt －30°）V；试写出相电压u 1的三角函数式。

解：向量化U 12，得：由几何关系：1211232220233U U U V =⨯==由线、相电压相位关系：φ1＝φ12－30°＝－60，所以u 12sin（ωt －30°）V。

5.2.1什么是三相负载、单相负载和单相负载的三相连接？三相交流电动机有三根电源线接到电源的L 1，L 2，L 3三端，称为三相负载，电灯有两根电源线，为什么不称为两相负载，而称为单相负载？解：（1）①必须使用三相交流电源的负载称为三相负载，有Y形联结和△形联结两种连接方式。

②只需使用单相电源的负载称为单相负载。

③将单相负载尽量均衡地分别配接到三相电源的三个相上称为单相负载的三相连接。

（2）①因三相交流电动机的三根电源线分别接到电源的三端，即三个相线上。

故称为三相负载；②而电灯的两根电源线中只有一根接在电源的相线上，另根接在中性线上，故称为单相负载。

5.2.2在图5-1的电路中，为什么中性线中不接开关，也不接入熔断器？图5-1解：因为在图5-1所示电路中，不仅有电动机这样的三相对称负载，还有由电灯组成的单相负载的三相连接电路，它们经常处于不对称工作状态。

当中性线上接入开关或熔断器时，一旦开关断开或熔丝烧断，将造成三相电压不对称，某相电压过高可能烧坏灯泡．某相电压过低，日光灯无法启动，这是不允许的。

第五章(1)电工学基础知识1. 以下符号是交流发电机的是() [单选题] *A、AB、BC、C(正确答案)D、D2. 以下符号是一般直流电源的是() [单选题] *A、A (正确答案)B、BC、CD、D3. 我国电力系统供配电额定功率为() Hz。

[单选题] *A 30B 40C 50(正确答案)D 604. ()是将其他形式的能量转换为电能的设备。

[单选题] *A 电源(正确答案)B 电阻C 电感D 电容5. 在电气工程中能作为绝缘材料的，其电阻率p不得低于()。

[单选题] *A 1×10⁵Ω.mB 1×10⁶Ω.mC 1×10⁷Ω.m(正确答案)D 1×10⁸Ω.m6. 电能的单位为()。

[单选题] *A J(正确答案)B FC HD W7. 以下符号是电感的是()。

[单选题] *AB (正确答案)CD8. 能够储存磁场能量的电路元件是()。

[单选题] *A 电阻B 电感(正确答案)C 电容D 电源9. 能够储存电场能量的电路元件是()。

[单选题] *A 电阻B 电感C 电容(正确答案)D 电源10. 关于下图，以下说法正确的是()。

[单选题] *A 图中有6个节点B 图中有两个回路C 图中有2个网孔(正确答案)D 对于a点，l₁-I₂=I₃11. 电气技术文字符号分为基本文字符号和辅助文字符号两类。

基本文字符号主要表示电气设备，装置和元器件的种类名称，分为单字母符号和双字母符号。

下列单字母符号中，表示电动机的是()。

[单选题] *A DB M(正确答案)C FD T12. 电气技术文字符号分为基本文字符号和辅助文字符号两类。

基本文字符号主要表示电气设备，装置和元器件的种类名称，分为单字母符号和双字母符号。

下列单字母符号中，表示控制电路的开关选择器的是()。

[单选题] *A Q(正确答案)B RC UD S13. 电气技术文字符号分为基本文字符号和辅助文字符号两类。