电路分析基础试题解答.pdf

- 1 - 试题试题 、单项选择题单项选择题（每小题（每小题 3 分，共分，共 30 分）分） 1、图图 1 电路电流电路电流 I 等于等于 (A) -2A (B) 2A (C) -4A (D) 4A 解：解： （1）用叠加定理作：）用叠加定理作： AI43 63 6 63 18 (2) 节节点点法求解：列节法求解：列节点点方程方程 ( 6 18 3) 6 1 3 1 a U VUa12 A U I a 4 3 (3) 网孔法求解：列网孔方程网孔法求解：列网孔方程 AI3 1 91833 2 I AI1 2 AIII4 21 2 2、图图 2 2 电路，电压电路，电压 U U 等于等于 (A) 6V (B) 8V(A) 6V (B) 8V (C) 10V (D)16V(C) 10V (D)16V 解：解： （1 1）节）节点点法求解：列节法求解：列节点点方程方程 解得解得 U U8V8V (2) (2) 电源互换等效求解电源互换等效求解( (将受控电流源互换为受控电压源。注意求解量将受控电流源互换为受控电压源。注意求解量 U U 的位置！参看题的位置！参看题 2 图图) ) VIUAIII86214610 3 3、图图 3 3 电路，电路，1A1A 电流源產生功率电流源產生功率 s P等于等于 (A) 1W (B) 3W(A) 1W (B) 3W (C) 5W (D) 7W(C) 5W (D) 7W 解：解： U U1 13 3- -3 31 11 11V1V 所以所以 WUPs11 4 4、图图 4 4 电路，电阻电路，电阻 R R 等于等于 （A A）5 5 （B B）1111 5I U 6V 题2图 10I 6V II U 图题 2 2 2 2 2 A3 I 2 I 1 I 6 3 a V18 题1图 2 6 5 2 6 ) 2 1 2 1 ( U I IU V3 3 3 1 A1 U 题3图 - 2 - （C C）1515 （D D）2020 解：解： 3030- -181810I10I I=1.2AI=1.2A R=R=15 2 . 1 18 5 5、图图 5 5 电路，电容电路，电容 ab C等于等于 （A A）1F (B) 4F1F (B) 4F ( (C) 9F (D) 11FC) 9F (D) 11F 解：解： FCab11263 6 6、图图 6 6 电路已处于稳态，电路已处于稳态，t t0 0 时时 S S 闭合，则闭合，则 t t0 0 时电容上的储能时电容上的储能)0( C w等于等于 (A) 13.5J (B) 18J(A) 13.5J (B) 18J (C) 36J (D) 54J(C) 36J (D) 54J 解：解： 7 7、图图 7 7 电路，节电路，节点点 1 1、2 2、3 3 的电位分别为的电位分别为, 321 UUU则节则节点点 1 1 的节的节点点电位方电位方 程为程为 (A) (A) 424 321 UUU (B) (B) 4427 321 UUU (C) (C) 424 321 UUU (D) 2.5(D) 2.545 . 0 321 UUU 解：解： SG4 1 1 5 . 0 1 5 . 05 . 0 1 11 SG2 5 . 0 1 12 SG1 5 . 05 . 0 1 13 AIs4 1 6 5 . 05 . 0 1 11 所以答案所以答案 A A 正确。正确。 8 8、图图 8 8 所示电路，其品质因数所示电路，其品质因数 Q Q 等于等于 (A) 40 (B) 50(A) 40 (B) 50 (C) 80 (D) 100(C) 80 (D) 100 解：解：画等效电路如题解画等效电路如题解 8 8 图所示。图所示。 A5 6 R 4 V18 题4图 V18 R6 V30 4 I 图题 4 F3 F6 F2 ab 图题5 3 S 6 3 F3 C u V9 图题6 JCuw Vuu Vu CC CC c 5463 2 1 )0( 2 1 )0( 6)0()0( 69 63 6 )0( 2 2 1 5 . 0 V2 5 . 0 5 . 0 8 9 V6 A1 1 2 3 图题7 10 pF800 H200 H100 HM50 题8图 10 pF800 H50 H150 H50 题解8图 50 10 10800 10200 12 6 R C L Q - 3 - 9 9、图图 9 9 所示正弦稳态电路，已知所示正弦稳态电路，已知AIs 016 则电流则电流I等于等于 （A A）A 1802 （B B）A 02 （C C） 8 8A 180 (D) (D) A 08 解：解：设电流设电流 1 I参考方向如图中所标。将电路等效为题解参考方向如图中所标。将电路等效为题解 9 图图。图中。图中 123) 1 2 ( 2 in Z AI Z I s in 04016 124 4 4 4 1 应用变流关系，得应用变流关系，得 AII1808 1 2 1 10 0、题题 1010 所示滤波电路，取电容电压为输出，则该电路所示滤波电路，取电容电压为输出，则该电路 为为 (A) (A) 高通滤波电路高通滤波电路 (B) (B) 低通滤波电路低通滤波电路 (C) (C) 带通滤波电路带通滤波电路 (D) (D) 全通滤波电路全通滤波电路 解：解：画相量模型电路如题解画相量模型电路如题解 1010 图。由分流公式，得图。由分流公式，得 ssC I j j I j I 31 1 21 1 sCC I j I j U 31 11 31 1 )( jI U jH s C )(jH 2 91 1 0)(, 1)0(, 0 jH jH 故知该滤波电路为低通滤波电路。故知该滤波电路为低通滤波电路。 填空题填空题（每小题（每小题 4 4 分，共分，共 2020 分）分） 1111、题题 1111 图所示正弦稳态电路，已知图所示正弦稳态电路，已知AttiVttu)452cos(2)(,)2cos(7)( 则则 R R L= L= 解：解： ,07VUm AIm 452 s I 4 3 I 1 I 2 ：1 题9图 s I 4 in Z 1 I 题解9图 s I 1 2 F1 C U 题10图 s I 1 2 C U 1 j 题解10图 R L )(tu )(ti 题11图 Sj U I Y m m 7 1 7 1 07 452 - 4 - 由电路图写导纳：由电路图写导纳： L j R Y 11 所以得所以得7R， HLL5 . 3 2 77 7 1212、 题题 1212 图所示电路， 则图所示电路， 则 P P 点点电位为电位为 Q Q 点点电位为电位为 解：解： VUP1025 UQ=VUP410610 64 6 13、题题 1313 正弦稳态电路，已知正弦稳态电路，已知AIAIVUs4,3,020 21 ，则，则 I I, 电压源发出平均功率 s P。 解：解： AIII543 22 2 2 2 1 WIIPs4321 2 1 2 14 4、题题 1414 图所示电路，以图所示电路，以)(tus为输为输入，以入，以)(tu 为输出，则电路的阶跃响应为输出，则电路的阶跃响应)(tg 解：解：设设 L i参考方向如图中所标。参考方向如图中所标。0 状态状态 0)0( L i 0)0()0( LL ii 0)0(2)0( L ig 令令Vttus)()( AiL 5 1 )( Vig L 5 2 )(2)( S2 . 0 23 1 )()1 ( 5 2 )()0()()( 5 1 teegggtg t t V 15。如题如题 15 图所示互感的二端口电路，其图所示互感的二端口电路，其 Z 参数矩阵参数矩阵 为为 解解：画 T 型去耦相量电路模型如题解 15 图所示。显然 32 11 jz， 2 21 jz 2 2112 jzz 4 22 jz, V10 6 4 2 A2 55 Q P 题12图 s U 1 L 2 C 1 I 2 I 题13图 )(tus)(tu 3H1 2 L i 题14图 1 U 2 U 1 I2 3j 4j 2 I 2j 题15图 1 U 2 U 1 I 2 I 2 5j6j 2j 题解15图 - 5 - 故得 42 232 jj jj Z 、计算题计算题（5 小题共小题共 50 分分） 16 6、(10 分分)如题如题 1616 图所示电路，求电流图所示电路，求电流 I I。 解：解： （1 1）用节）用节点点法求解。选参考法求解。选参考点点如图中所标。如图中所标。 显然显然VU34 1 ，列节，列节点点方程为方程为 1252 343 32 32 UU UU 解得解得 AIVU28 3 (2)(2)用戴文宁定理求解。自用戴文宁定理求解。自 abab 断开待求支路，断开待求支路， 设开路电压设开路电压 OC U如题解如题解 1616 图（图（a a）所示。）所示。 VU VU VU OC OC OC 26179 1734 66 6 96/661 画求 O R电路如（b）图 ，966/6 O R 再画出戴维宁等效电源接上待求支路如（c）图，故得 AI2 49 26 1717、(12(12 分分) )如题如题 1717 图所示电路已处于稳态，图所示电路已处于稳态，t t0 0 时开关时开关 S S 闭合，求闭合，求 t t0 0 时的时的 电流电流 i i（t t） 。） 。 解：解：设设 L i参考方向如图中所标。参考方向如图中所标。 因因 S S 闭合前电路处于直流稳态，闭合前电路处于直流稳态，所以所以 画画 0t时等效电路如题解时等效电路如题解 17 图（图（a）所示）所示。 再将（再将（a）图等效为（）图等效为（b）图。）图。列节列节点点方程为方程为 V34 A1 6 6 6 4 1 2 3 I 题16图 V34 66 6 A1 a b OC U (a) 66 6 a b (b) 9 V26 4 I (c) 题解16图 V20 20 )(tiS 15 5 A2 H5 . 0 L i 题17图 Aii Ai LL L 5 . 0)0()0( 5 . 02 515 5 )0( 1) 4 1 6 1 ( 6 1 034 6 1 6 1 ) 6 1 6 1 6 1 ( 32 32 UU UU - 6 - 5 . 0 20 10 20 20 )0() 20 1 20 1 ( a u 解得解得 Vua10)0( A u i a 5 . 0 20 )0(20 )0( t时电路又进入新的直流稳态，时电路又进入新的直流稳态，L 又视为短路，又视为短路， 所以所以 Ai1 20 20 )( 画求画求 O R电路如（电路如（c）图所示。故求得）图所示。故求得 1020/20 O R S R L O 05. 0 10 5 . 0 套三要素公式，得套三要素公式，得 0,5 . 01 )()0()()( 20 1 tAe eiiiti t t 18 8、(10(10 分分) )如题如题 1818 图所示电路，电阻图所示电路，电阻 L R可变，可变， L R为多大时，其上获得最大功为多大时，其上获得最大功 率？此时最大功率率？此时最大功率 maxL P为多少？为多少？ 解：解：自自 abab 断开断开 L R并设开路电压并设开路电压 OC U如题如题解解 1818（a a）图）图 所示所示。应应用串联分压及用串联分压及 KVLKVL，得，得 VUOC5 . 19 36 6 9 22 2 画求画求 O R电路如（电路如（b b）图，则得）图，则得 36/32/2 O R 由最大功率传输定理可知由最大功率传输定理可知 3 OL RR时其上可获得最大功率。此时时其上可获得最大功率。此时 W R U P O OC L 1875. 0 34 5 . 1 4 22 max V20 20 )0( i A5 . 0 15 A2 5 (a) V20 20 )0( i A5 . 0 15 5 V10 a (b) 2015 5 a b (c) 题解17图 V9 22 6 3 L R b a 题18图 V9 22 6 3 a b C U0 （a） 22 6 3 a b （b） 题解18图 - 7 - 1919、(10(10 分分) )如图如图 1919 所示正弦稳态电路，已知所示正弦稳态电路，已知VUs 0210 为频率可变的为频率可变的 正弦交流电源。正弦交流电源。试求：试求： (1)(1)当电源角频率为当电源角频率为srad/20时电流的有效值时电流的有效值 I I 为多少？为多少？ (2)(2)当电源角频率当电源角频率为多少时，电流的有效值为多少时，电流的有效值 I I 等于零？等于零？ (3)(3)当电源角频率当电源角频率为多少时，电流有效值为多少时，电流有效值 I I 为最大？并求出最大的为最大？并求出最大的 max I。 解：解：画相量模型电路如题解画相量模型电路如题解 1919 图所示。图所示。 (1)(1)当当srad/20时时 A j j j U I s 4512 10 /1 . 0 3 10 6 5 AI12 (2) (2) 当当 j j 10 /1 . 0, ,即发生并联谐振时即发生并联谐振时 0I 此时此时 srad /10 1 . 01 . 0 1 (3)(3) 当当 3 1010 /1 . 0j j j时，即发生串联谐振时时，即发生串联谐振时 A U II s 212 6 5 210 6 5 max 这时角频率这时角频率满足：满足： 3 10 1 . 0 10 1 ，解得，解得srad/5 2020、(8(8 分分) )如题如题 2020 图所示电路，设电源电压为图所示电路，设电源电压为 s U，当，当 2 L R时，时， L R上电流为上电流为 L I。 (1)(1)现要求现要求 L R上的电流减至原来上的电流减至原来的的 3 1 ，则电源电压，则电源电压 s U的大小的大小应应怎样攺变？怎样攺变？ (2)(2)为达到上述相同要求，为达到上述相同要求， s U不变而改变不变而改变 L R的值，问的值，问 L R应取何值？应取何值？ 解：解： （1 1）本电路只有一个激励源）本电路只有一个激励源 s U，由齐次定理可知：当电路响应，由齐次定理可知：当电路响应 L R上的电流上的电流 减至原来的减至原来的 3 1 时，则电源电压时，则电源电压 s U也应减小至原来的也应减小至原来的 3 1 。 (2)(2)自自 abab 断开断开 L R， 设开路电压为， 设开路电压为 OC U。 采用外加电源法求戴维宁等效源内阻。 采用外加电源法求戴维宁等效源内阻 O R。 6 5 F3 . 0 H1 . 0 F1 . 0 S U 题19图 I 6 5 S U 题解19图 I 3 10 j 1 . 0jj 10 - 8 - 如题解如题解 2020 图图(a)(a)所示。电流所示。电流 111 1 1 1 6 1 11 1 42 2 11 24 11 6 1/14/2 4 IIII IU IU I 将将 I 代入上式，得代入上式，得 5 . 2 15 6 1 1 11 I U RUI O 画戴维宁等效电源接上负载电阻如（画戴维宁等效电源接上负载电阻如（b b）图，）图，当当 2 L R时电流时电流 5 . 425 . 2 OCOC LO OC L UU RR U I 当当 L R改变后的电流为原电流的改变后的电流为原电流的 3 1 ，即，即 5 . 43 1 5 . 2 OC L OC U R U 解之，得解之，得 11 L R 综合典型题综合典型题 问题问题 1 1、叠加定理、置换定理结合应用的典型例。、叠加定理、置换定理结合应用的典型例。 在图示电路中，若要求输出电压在图示电路中，若要求输出电压)(tuo不受电压源不受电压源 2s u的影响，问受控源的控制系的影响，问受控源的控制系 数数应为何值？应为何值？ 解：解：据叠加定理据叠加定理作出作出)( 2 tus单独作用时的分解电路图单独作用时的分解电路图 （注意要将受控源保留） ，解出（注意要将受控源保留） ，解出)(tuo并并令令)(tuo=0=0 即即 解得满足不受解得满足不受)( 2 tus影响影响的的的值的值。这样的思路求解虽。这样的思路求解虽 24 I4 L R 1 1 s U I L I 题20图 a b 24 1 1 a b I I 4 1 I 1 U (a) O R OC U L R L I )(b 题解20图 1s u 3 6 2 1 u 1 u o u 2s u 6 s i L R 图1 - 9 - 然概念正确， 方法也无问题然概念正确， 方法也无问题， 但因， 但因, L R是字符表示均未给出具是字符表示均未给出具体体 数值，中间过程不便合并只能代数式表示，又加之电数值，中间过程不便合并只能代数式表示，又加之电 路中含有受控源， 致使这种思路的求路中含有受控源， 致使这种思路的求解过程非常繁琐。解过程非常繁琐。 根据基本概念再做进一步分析可找到比较简单的方根据基本概念再做进一步分析可找到比较简单的方 法。法。因求出的因求出的值应使值应使0)( t uo，那么根据欧姆定律，那么根据欧姆定律 知知 L R上的电流为上的电流为 0 0，应用置换定理应用置换定理将之断开，如解将之断开，如解 1 1 图所示。 （这是能简化运算图所示。 （这是能简化运算 的关键步的关键步骤！ ）骤！ ） 电流电流 2 2 1 . 0 626/3 s s u u i 电压电压 21 2 . 02 s uiu 由由 KVLKVL 得得 2 22221 )2.04.0( 1.062.06 s sssso u uuuiuuu 令上式系数等于零解得令上式系数等于零解得 2 点点评：评：倘若该题不是首先想到应用叠加定理作分解图，再用置换定理并考虑欧倘若该题不是首先想到应用叠加定理作分解图，再用置换定理并考虑欧 姆定律将姆定律将 L R作断开置换作断开置换处理处理，而是选用网孔法或节，而是选用网孔法或节点点法或等效电源定理求解出法或等效电源定理求解出 o u表达式，这时再令表达式中与表达式，这时再令表达式中与 2s u有关的分量部分等于零解得有关的分量部分等于零解得的值，其解算的值，其解算 过程更是麻烦。过程更是麻烦。灵活运用基本概念对问题做透彻分析，寻求解决该问题最简便灵活运用基本概念对问题做透彻分析，寻求解决该问题最简便 的方法，这是“能力”训练的重要环节。的方法，这是“能力”训练的重要环节。 问题问题 2 2、叠加定理、齐次定理、置换定理、等效电源定理结合应用的典型例。、叠加定理、齐次定理、置换定理、等效电源定理结合应用的典型例。 如图如图 2 2 所示电路中，所示电路中，N N 为含源线性电阻电路，电阻为含源线性电阻电路，电阻 R R 可调，当可调，当 R R8 8时时AI5 1 ； 当当 R R1818时时3 1 IA A；当；当 R R3 38 8时时2 1 IA A；求当；求当 R R6 6时电流时电流 1 I等于多少？等于多少？ 解：解：对求对求 2 I，应用戴文宁定理将图，应用戴文宁定理将图 2 2 等效为解图等效为解图 2 2（a a） ，所以） ，所以 应用置换定理将应用置换定理将 R R 支路置换为电流源支路置换为电流源 2 I， 如解， 如解 3 6 2 2s u 6 1 u 1 u 解1图 i o u N 1 I R 2 I 图2 a b 1 I 2 I N )(b O R OC U R 2 I )(a 解图2 RR U I O OC 2 - 10 - 图图 2 2（b b） 。再应用齐次定理、叠加定理写） 。再应用齐次定理、叠加定理写 1 I表达式为表达式为 RR KU IKIII O OC NN 21 (1)(1) 式（式（1 1）中）中 N I为为 N N 内所有内所有独立源共同独立源共同作作用在用在 1 I支路所产生的电流分量。支路所产生的电流分量。 代入题目中给定的一组条件，分别得代入题目中给定的一组条件，分别得 5 8 O OC N R KU I (2)(2) 3 18 O OC N R KU I (3)(3) 2 38 O OC N R KU I (4)(4) 联立式（联立式（2 2） 、 （） 、 （3 3） 、 （） 、 （4 4）解得：）解得：AIVKUR NOCO 1,40,2，将，将 R R6 6及解得及解得 的这组数据代入式（的这组数据代入式（1 1） ，得所求电流） ，得所求电流 A RR KU II o OC N 6 62 40 1 1 点点评：评：这类题型的求解不可应用网孔法、节这类题型的求解不可应用网孔法、节点点法这些排方程的方法求解法这些排方程的方法求解， 因因 N N 是“黑箱” ，任何形式的方程无法列写；单用等效电源定理也不便求解。此是“黑箱” ，任何形式的方程无法列写；单用等效电源定理也不便求解。此 种类型的问题，务必联想到叠加、齐次、置换、等效电源定理这几个定理的结种类型的问题，务必联想到叠加、齐次、置换、等效电源定理这几个定理的结 合应用。属概念性强、方法灵活、难度大的题目。合应用。属概念性强、方法灵活、难度大的题目。 问题问题 3 3、动态一阶电路三要素法与叠加定理、齐次定理结合应用典型例。、动态一阶电路三要素法与叠加定理、齐次定理结合应用典型例。 如图如图 3 3（a a）所示电路，当）所示电路，当 0 0