电路分析习题(第三章)答案

电路分析（中国石油大学（华东））智慧树知到课后章节答案2023年下中国石油大学（华东）中国石油大学（华东）绪论单元测试1.学好《电路》课的意义（）答案:《电路》是电类专业（自动化、电气工程、电子与信息工程、通信等专业）的第一门专业基础课，有着非常重要的地位。

;《电路》课程的掌握程度对于后续专业课程的学习，有着举足轻重的作用。

;《电路》也是多数电类专业研究生入学考试课。

第一章测试1.电流的参考方向为（）。

答案:沿电路任意选定的某一方向2.图示电路，求u：（）。

答案:-4V3.基尔霍夫电流定律应用于（）。

答案:节点4.在有n个节点，b条支路的连通电路中，可以列出独立KCL方程的个数为（）。

答案:n-15.图示电路中，直流电压表和电流表的读数分别为4V及1A,则电阻R为（）。

答案:76.图示电路中电压U为（）。

答案:2V7.图示电路中电压U AB为（）。

答案:-16V8.电路中b、c两点间的电压U bc为（）。

答案:2V9.图示为某电路中的一个回路，其KCL方程为（）。

答案:R1I1-R2I2-R3I3+R4I4=U S1+U S2-U S3-U S410.图示电路中电压U S为（）。

答案:4V第二章测试1.图示电路中的I为（）。

答案:2A2.电路如图所示，短路线中的电流I为（）。

答案:10A3.图示直流电路中，已知a点电位为5V，则参考点为（）。

答案:c点4.图示电路中的电流I为（）。

答案:0A5.图示电阻串联电路中，U=U1-U2+U3，再根据欧姆定律，可求出等效电阻R为（）。

答案:R1+R2+R36.在下列各图中，与图(N)所示伏安特性相对应的电路是（）。

答案:（B）7.图示电路的开路电压Uoc为（）。

答案:-2V8.图示电路中电位VA为（）。

答案:4V9.如图所示电路中I1为（）。

答案:2A10.图示电路的电压U与电流I的关系为（）。

答案:U=-1-3I第三章测试1.各点电位的高低是（）的，而两点之间的电压值是（）的。

CHAPTER 3P3.1. The general approach for the first two parameters is to figure out which variables shouldremain constant, so that when you have two currents, you can divide them, and every variable but the ones you want to calculate remain. In this case, since the long-channel transistor is in saturation for all values of V GS and V DS , only one equation needs to be considered:()()2112DS N OX GS T DS W I C V V V Lμλ=-+ For the last two parameters, now that you have enough values, you can just choose oneset of numbers to compute their final values.a. The threshold voltage, V T0, can be found by choosing two sets of numbers with the same V DS ’s but with different V GS ’s. In this case, the first two values in the table can be used.()()()()()()211122222201022001121121.2 1.210000.82800.8DS N OX GS T DS DS N OX GS T DS T DS T DS T T W I C V V V L W I C V V V LV I V I V V μλμλ=-+=-+-⎛⎫-===⎪--⎝⎭ 00.35V T V ∴=b. The channel modulation parameter, λ, can be found by choosing two sets of numberswith the same V GS ’s but with different V DS ’s. In this case, the second and third values in the table can be used.()()221 1.225010.8247DS DS I I λλ+==+ -10.04V λ∴=c. The electron mobility, µn , can now be calculated by looking at any of the first three sets of numbers, but first, let’s calculate C OX .631062-31m 10μm22?.210μm1m 10 0.0351 1.610/2.210OX OX t C F cm--=⨯⨯===⨯Now calculate the mobility by using the first set of numbers.()()()()()()()()()()()()22111021262101111 1.21 1.222210002cm 348V-s 1.610(4.75)1.20.3510.04 1.21DS N OX GS T DS N OX T DS N OX GS T DS W W I C V V V C V L LA I W C V V V L μλμλμμλ-=-+=-+===⨯-+-+d. The body effect coefficient gamma, γ, can be calculated by using the last set of numbers since it is the only one that has a V SB greater than 0V.()()()()244124414411221 1.20.468VDS N OX GS T DS DS GS T N OX DS GS T T GS W I C V V V LI V V W C V LV V V V μλμλ=-+-=+-==-==12000.6VT T T T V V V V γγγ=+-====P3.2. The key to this question is to identify the transistor’s region of operation so that gatecapacitance may be assigned appropriately, and the primary capacitor that will dischargedat a rate of V It C ∂∂= by the current source may be identified. Then, because the nodes arechanging, the next region of operation must be identified. This process continues until the transistor reaches steady state behavior. Region 1:Since 0V GS V = the transistor is in the cutoff region. The gate capacitance is allocated to GB C . Since no current will flow through the transistor, all current will come from the source capacitor and the drain node remains unchanged.68-151010V V 6.67100.6671510s nsSB V I I t C C -∆⨯====⨯=∆⨯ The source capacitor will discharge until 1.1V GS T V V == when the transistor enters thesaturation region. This would require that the source node would be at 3.3 1.1 2.2V S G GS V V V =-=-=.()15961510 3.3 2.2 1.6510s 1.65ns 1010C t V I ---⨯∆=∆=-=⨯=⨯ Region 2:The transistor turns on and is in saturation. The current is provided from the capacitor atthe drain node, while the source node remains fairly constant. The capacitance at the drain node is the same as the source node so the rate of change is given by:68-151010V V 6.67100.6671510s nsSB V I I t C C -∆⨯====⨯=∆⨯ Since the transistor is now in the saturation region, GS V can be computed based on thecurrent flowing through the device.()22 1.1 1.37V 3.3 1.37 1.93VGS T GST S G GS kW I V V LV V V V V =-==+==-=-=This is where the source node settles. This means that most of the current is discharged through the transistor until the drain voltage reaches a value that puts the transistor at the edge of saturation.3.3 1.1 2.2VDS GS TD G T V V V V V V =-=-=-=If we assume that all the current comes from the transistor, and the source node remains fixed, the drain node will then discharge at a rate equal to that of the source node in the first region. Region 3:The transistor is now in the linear region the gate capacitance is distributed equally to both GS C and GD C . and both capacitors will discharge at approximately the same rate.-151510V0.28621510510nsV I A t C μ-∆===∆⨯⨯+⨯The graph is shown below.00.511.522.533.5024681012Time (ns)V o l t a g e (V )P3.3. The gate and drain are connected together so that DS GS V V = which will cause thetransistor to remain in saturation. This is a dc measurement so capacitances are not required. Connect the bulk to ground and run SPICE. P3.4. Run SPICE. P3.5. Run SPICE. P3.6. Run SPICE. P3.7. Run SPICE.P3.8. First, let’s look at the various parameters and identify how they affect V T .∙ L – Shorter lengths result in a lower threshold voltage due to DIBL. ∙ W – Narrow width can increase the threshold voltage.∙ V SB – Larger source-bulk voltages (in magnitude) result in a higher threshold voltage. ∙ V DS –Larger drain-source voltages (in magnitude) result in a lower threshold voltage due to DIBL. The transistor with the lowest threshold voltage has the shortest channel, larger width, smallest source-bulk voltage and largest drain-source voltage. This would be the first transistor listed.The transistor with the highest threshold voltage has the longest channel, smallest width,largest source-bulk voltage and smallest drain-source voltage. This would be the last transistor listed. P3.9. Run SPICE.P3.10. Run SPICE. The mobility degradation at high temperatures reduces I on and the increasemobile carriers at high temperatures increase I off . P3.11. The issues that prompted the switch from Al to Cu are resistance and electromigration.Copper wires have lower resistances and are less susceptible to electromigration problems. Copper on the other hand, reacts with the oxygen in SiO 2 and requires cladding around the wires to prevent this reaction.For low-k dielectrics, the target value future technologies is 2.High-k dielectrics are being developed as the gate-insulator material of MOSFET’s. This is because the current insulator material, SiO 2, can not be scaled any longer due to tunneling effects.P3.12. Self-aligned poly gates are fabricated by depositing oxide and poly before the source anddrain regions are implanted. Self-aligned silicides (salicides) are deposited on top of the source and drain regions using the spacers on the sides of the poly gate. P3.13. To compute the length, simply use the wire resistance equation and solve for L .LR TWRTWL ρρ==First convert the units of ρ to terms of μm. Aluminum:2.7μΩρ=cm 6Ω10μΩ⨯610μm100cm ⨯()()()0.027Ωμm1000.812963μm 2.96mm0.027RTWL ρ=====Copper:1.7μΩρ=cm 6Ω10μΩ⨯610μm100cm ⨯()()()0.017Ωμm1000.814706μm 4.71mm0.017RTWL ρ=====P3.14. Generally, the capacitance equation in terms of permittivity constants and spacing is:k C WL tε=a. 4k = ()()()()230048.8510 3.541100SiO k k C WL TL t S S Sεε-====b. 2k = ()()()()30028.8510 1.771100k k C WL TL t S SSεε-====The plots are shown below.Capacitance vs. Spacing01234567800.511.522.533.544.555.5Spacing (um)C a p a c i t a n c e (f F)。

答案第一章 电路模型和电路定律【题1】：由U AB =5V 可得：I AC .=-25A ：U DB =0：U S .=125V 。

【题2】：D 。

【题3】：300；-100。

【题4】：D 。

【题5】：()a i i i =-12；()b u u u =-12；()c ()u u i i R =--S S S ；()d ()i i R u u =--S SS 1。

【题6】：3；-5；-8。

【题7】：D 。

【题8】：P US1=50 W ；P US26=- W ；P US3=0；P IS115=- W ；P IS2 W =-14；P IS315=- W 。

【题9】：C 。

【题10】：3；-3。

【题11】：-5；-13。

【题12】：4（吸收）；25。

【题13】：。

【题14】：3123I +⨯=；I =13A 。

【题15】：I 43=A ；I 23=-A ；I 31=-A ；I 54=-A 。

【题16】：I =-7A ；U =-35V ；X 元件吸收的功率为P UI =-=-245W 。

【题17】：由图可得U EB =4V ；流过2 Ω电阻的电流I EB =2A ；由回路ADEBCA 列KVL 得U I AC =-23；又由节点D 列KCL 得I I CD =-4；由回路CDEC 列KVL 解得；I =3；代入上式，得U AC =-7V 。

【题18】：P PI I1 21 22222==；故I I1222=；I I12=；⑴ KCL：43211-=I I；I185=A；U I IS=-⨯=218511V或16.V；或I I12=-。

⑵ KCL：43211-=-I I；I18=-A；US=-24V。

第二章电阻电路的等效变换【题1】：[解答]I=-+9473A=0.5 A；U Iab.=+=9485V；IU162125=-=ab.A；P=⨯6125. W=7.5 W；吸收功率。

【题2】：[解答]【题3】：[解答] C。

相量图形：1、下图中，R 1=6Ω，L=0.3H ，R 2=6.25Ω，C=0.012F,u (t)=)10cos(210t ,求稳态电流i 1、i 2和i 3，并画出电路的相量图。

解：V U0010∠= R 2和C 的并联阻抗Z 1= R 2//（1/j ωC ）=(4-j3)Ω， 输入阻抗 Z = R 1+j ωL +Z 1 =10Ω，则：A Z U I 0010110010∠=∠== A R Z I I 0211287.368.0-∠== A U C j I 02313.536.0∠== ω 所以：A t i )10cos(21=A t i )87.3610cos(28.02ο-= A t i )13.5310cos(26.02ο+=相量图见上右图2、下图所示电路，A 、B 间的阻抗模值Z 为5k Ω，电源角频率ω=1000rad/s ，为使1U 超前2U 300，求R 和C 的值。

解：从AB 端看进去的阻抗为Cj R Z ω1+=， I213其模值为：Ω=+=k CR Z 5)1(22ω （1） 而2U /1U =)arctan()(112CR CR ωω-∠+由于1U 超前2U 300，所以ωCR =tan300=31 （2）联列（1）、（2）两式得R =2.5k Ω，C =0.231μF3、测量阻抗Z 的电路如下图所示。

已知R=20Ω，R 2=6.5Ω，在工频(f =50Hz)下，当调节触点c 使R ac =5Ω时，电压表的读数最小，其值为30V ，此时电源电压为100V 。

试求Z 及其组成的元件的参数值。

(注意：调节触点c ，只能改变cd U 的实部，电压表读数最小，也就是使实部为零，cd U 为纯虚数，即cdU =±j30V)解：UZR R U R R U ac cd++-=22调节触点c ，只能改变cd U 的实部，其值最小，也就是使实部为零，cd U 为纯虚数，即cdU =±j30V ， 因此上式可表示为：±j 30=-25+(100⨯6.5)/(6.5+Z ) 解得：Z=(4.15±j 12.79)Ω 故：R Z =4.15ΩL =40.7mHC =249μF4、电路如下图所示，已知f =1kHz ，U =10V ，U 1=4V ，U 2=8V 。

第三章 电阻电路的一般分析一、是非题 (注:请在每小题后[ ]内用"√"表示对,用"×"表示错).1. 利用节点ＫＣＬ方程求解某一支路电流时，若改变接在同一节点所有其它已知支路电流的参考方向，将使求得的结果有符号的差别。

[×] .2. 列写ＫＶＬ方程时,每次一定要包含一条新支路才能保证方程的独立性。

[√] .3. 若电路有ｎ个节点，按不同节点列写的ｎ－１个ＫＣＬ方程必然相互独立。

[√] .4. 如图所示电路中，节点Ａ的方程为： (1/R 1 +1/ R 2 +1/ R 3)Ｕ =I S +ＵS /R 3 [×]解：关键点：先等效，后列方程。

图A 的等效电路如图B ：节点Ａ的方程应为： 332)11(R U I U R R S S A +=+ .5. 在如图所示电路中, 有 12232/1/1/S S A I U R U R R +=+ [√]解：图A 的等效电路如图B ：.6. 如图所示电路,节点方程为:12311()S S G G G U GU I ++-=； 3231S G U G U I -=； 13110GU GU -=. [×]解：图A 的等效电路如图B ：S S U G I U G G 1121)(+=+.7. 如图所示电路中,有四个独立回路。

各回路电流的取向如图示, 则可解得各回路 电流为: Ｉ1＝１Ａ；Ｉ2＝２Ａ； Ｉ3＝３Ａ；Ｉ4＝４Ａ。

[×] 解：;11A I = ;22A I =;33A I = ;7344A I =+=二、选择题(注:在每小题的备选答案中选择适合的答案编号填入该题空白处,多选或不选按选错论).1.对如图所示电路，下列各式求支路电流正确的是 Ｃ_。

(Ａ) 12112E E I R R -=+; (Ｂ) 222E I R =(Ｃ) AB L LUI R =.2. 若网络有b 条支路、n 个节点,其独立ＫＣＬ方程有_Ｃ_个,独立ＫＶＬ方程有_Ｄ__个,共计为_Ａ_个方程。

第三章 电路分析的一般方法习题解答3-1 题3-1图所示电路中，已知R 1=R 2=10Ω，R 3=4Ω，R 4=R 5=8Ω，R 6=2Ω，i S1=1Α，u S3=20V ，u S6=40V 。

求各支路电流。

解 以O 点为参考点，选3个网孔作为独立回路，并以顺时针方向作为循行方向，支路电流方程为i 1+i 2+i 6=0- i 2+i 3+i 4=0- i 4+i 5- i 6=0- R 1（i 1+i S1）+R 2i 2+R 3i 3=- u S3- R 3i 3+R 4i 4+R 5i 5=u S3- R 2i 2- R 4i 4+R 6i 6=- u S6代入已知条件得i 1+i 2+i 6=0- i 2+i 3+i 4=0- i 4+i 5- i 6=0- 10i 1+10i 2+4i 3=- 20+10- 4i 3+8i 4+8i 5=20- 10i 2- 8i 4+2i 6=- 40解方程得i 1=1.85A ， i 2=1.332A ， i 3=- 1.207Ai 4=2.539A ，i 5=- 0.643A ，i 6=- 3.182A3-2 题3-2图所示电路，各元件参数同题3-1。

求各支路电流。

解 以O 点为参考点，选独立回路时，回避无伴电流源所在的网孔，选另外两个网孔为独立回路，以顺时针方向作为回路绕行方向，可得下列支路电流方程R 5 R 4 i 1 i 2 i 6 + U R 6 u S6 i 3 i 4 i 5 R 1 R 2 R 3 i S1 + - u S3 0题3-1图 - U R 6 R 5R 4i 2 i 6 + u S6 i 3i 4 i 5 R 2 R 3i S1 + u S3 -- i S1+i 2+i 6=0- i 2+i 3+i 4=0- i 4+i 5- i 6=0- R 3i 3+R 4i 4+R 5i 5=u S3- R 2i 2- R 4i 4+R 6i 6=- u S6 代入已知条件得- 1+i 2+i 6=0- i 2+i 3+i 4=0- i 4+i 5- i 6=0- 4i 3+8i 4+8i 5=20- 10i 2- 8i 4+2i 6=- 40解方程得i 2=2.2143A ， i 3=0.2857A ， i 4=1.9286Ai 5=0.7143A ， i 6=- 1.2143A3-3 题3-3图所示电路，已知R 1=10Ω，R 2=15Ω，R 3=20Ω，R 4=4Ω，R 5=6Ω，R 6=8Ω，u S2=10V ，u S3=20V ，求各支路电流。

电路分析知到章节测试答案智慧树2023年最新上海电力大学第一章测试1.图示电路中,节点A和B之间的电压ＵAB为（）V。

参考答案:-162.图示电路中Ｉ= 0 时,电位ＵA=（）V。

参考答案:603.通常所说负载增加，是指负载（）增加。

参考答案:功率4.图示电路中Ｓ断开时Ｉ1= 0A,Ｉ=2A。

Ｓ闭合时Ｉ1=( )A,Ｉ=( )A。

（）参考答案:0;65.图示电路中,当ＩS=10A 时,电压Ｕ为（）V,当ＩS=8A时电压Ｕ为（）V。

（）参考答案:12;166.电路理论分析的对象是电路模型而不是实际电路。

（）参考答案:对7.欧姆定律可表示成U=RI,也可表示成U=-RI,这与采用的参考方向有关。

（）参考答案:对8.在节点处各支路电流的方向不能均设为流向节点，否则将只有流入节点的电流而无流出节点的电流。

（）参考答案:错9.在电压近似不变的供电系统中，负载增加相当于负载电阻减少。

（）参考答案:对10.理想电压源的端电压是由它本身确定的，与外电路无关，因此流过它的电流则是一定的，也与外电路无关。

（）参考答案:错第二章测试1.图示电路ＡＢ间的等效电阻为（）。

参考答案:14Ω2.电路如图所示，Ａ、Ｂ端的等效电阻Ｒ＝（）。

参考答案:4Ω3.电路如图所示，可化简为（）参考答案:3Ω电阻4.如图所示电路中，当电阻Ｒ2增加时电流Ｉ将（）。

参考答案:增加5.图示电路中，就其外特性而言，（）。

参考答案:ｂ、ｃ等效6.两只额定电压为110V的电灯泡串联起来总可以接到220V的电压源上使用。

（）参考答案:错7.电流相等的两个元件必属串联,电压相等的两个元件必属并联。

（）参考答案:错8.一个不含独立源的电阻性线性二端网络（可以含受控源）总可以等效为一个线性电阻。

（）参考答案:对9.一个含独立源的电阻性线性二端网络（可以含受控源）总可以等效为一个电压源与一个电阻串联或一个电流源与一个电阻并联。

（）参考答案:对10.已知图示电路中Ａ、Ｂ两点电位相等，则ＡＢ支路中必然电流为零。