第2章习题答案.pdf

第 2 章习题答案 2.1.1 选择题 （1）在图 2-73 所示电路中，发出功率的元件是_。 （）仅是 5的电源（）仅是 2的电源 （）仅是电流源（）电压源和电流源都发出功率 （）条件不足 图 2-73 题 2.1.1（1）图图 2-74 题 2.1.1（2）图 （2）在图 2-74 所示电路中，当增大时，恒流源两端的电压_B_。 （A）不变（B）升高（C）降低 （3）在图 2-75 所示电路中，当开关S闭合后，P点的电位_B_。 （A）不变（B）升高（C）为零 （4）在图 2-76 所示电路中，对负载电阻R而言，点画线框中的电路可用一个等效电源代 替，该等效电源是_C_。 （A） 理想电压源（B） 理想电流源（C）不能确定 图 2-75 题 2.1.1（3）图图 2-76 题 2.1.1（4）图 (5) 实验测的某有源二端线性网络的开路电压为 10V，当外接 3的电阻时，其端电压为 6V，则该网络的戴维南等效电压的参数为(C)。 (a)US=6V，R0=3(b)US=8V，R0=3(c)US=10V，R0=2 (6) 实验测得某有源二端线性网络的开路电压为 6V， 短路电流为 3A。 当外接电阻为 4时， 流过该电阻的电流I为(A)。 (a)1A(b)2A(c)3A 课后答案网 w w w .k h d a w .c o m (7) 在图 2-77 所示电路中， 已知 US1=4V， US2=4V， 当 US2单独作用时， 电阻 R 中的电流为 1MA， 那么当 US1单独作用时，电压 UAB是（A） （A）1V（B）3V（C）-3V 图 2-77 题 2.1.1（7）图 （8）一个具有几个结点，b 条支路的电路，其独立的 KVL 方程为（B） a)（n-1）个b)（b-n+1）个 （9） 一个具有几个结点，b 条支路的电路，要确定全部支路电流，最少要测量（B） a)（n-1）次b)（b-n+1）次 （10）一个具有 n 个结点，b 条支路的电路，要确定全部支路电压，最少要测量（A） a)（n-1）次b)（b-n+1）次 （11）电阻并联时，电阻值越大的电阻：（A） a)消耗功率越小；b)消耗功率越大。 （12）两个电阻并联时，电阻值，越小的电阻（B） a)该支路分得的电流愈小；b)该支路分得的电流愈大。 （13） 电路如图 2-78 所示，ab 端的等效电阻 Rab=（B） a)2.4b)2 （14）电路如图 2-79 所示，已知 UAB=6V，已知 R1与 R2消耗功率之比为 1：2，则电阻 R1，R2分别 为（A） a)2 ，4b)4 ，8 图 2-78 题 2.1.1（13）图图 2-79 题 2.1.1（14）图 课后答案网 w w w .k h d a w .c o m 2.1.2填空题 （1）在图 2-80 所示电路中，甲同学选定电流的参考方向为I，乙同学选定为I。若甲 计算出I-3A，则乙得到的计算结果应为I_3_A。电流的实际方向与_ 乙_的方向 相同。 （2）由电压源供电的电路通常所说的电路负载大，就是指_浮在电阻小，吸收的电流大， 消耗的功率大_。 （3）恒压源的输出电流与_负载电阻_有关；恒流源的端电压与_负载电阻_有关。 （4）在图 2-81 所示电路中，已知I11A，则_-0.5_A。 图 2-80 题 2.1.2（1）图图 2-81 题 2.1.2（4）图 2.1.3判断题 （1）某电阻两端所加电压为 100V，电阻值为 10，当两端所加电压增为 200V 时，其电 阻值将增为 20。（） （2）两电阻并联时，电阻小的支路电流大。（） （3）选用一个电阻，只要考虑阻值大小即可。（） 2.1.4图 2-82 所示电路中，已知US1=30V，US2=18V，R1=10，R2=5，R3=10，R4=12， R5=8，R6=6，R7=4。试求电压UAB。 图 2-82 题 2.1.4 图 解： 应用 KVL 对 ABCDA 回路列出 课后答案网 w w w .k h d a w .c o m UABR5I5R4I4+R3I3=0 UAB=R4I4+R5I5R3I3 根据 KCL，I4=0，则 UAB=R5I5R3I3 V 2.1.5图 2-83 所示电路中分别设 a、b 点的电位为零。试求电路各点的电位。 图 2-83 题 2.1.5 图 解： 图 2-83（a）所示的电路中，已标出参考点（“接地”符号） ，即，其余各点与 参考点比较，比其高的为正，比其低的为负。 则有 ： V V V 可见，a 点电位比 b 点高 60V，c 点和 d 点的电位比 b 点分别高于 140V 和 90V。 V V 课后答案网 w w w .k h d a w .c o m V 分析计算说明 b 点的电位比 a 点低 60V， 而 c 点和 d 点的电位比 a 点分别高 80V 和 30V。 2.1.6图 2-84 所示的电路中，试求： （a）开关 S 断开时 a 点的电位； （b）开关 S 闭合后 a 点的电位。 图 2-84 题 2.1.6 图 解： 为了计算方便，可将原电路（图解（a）绘出，如解图（b） 、 （c）所示） 。 图 2-84 解图 （1）当 S 断开时，电路中的电流I为 mA 所以，a 点的电位 V 或 V 课后答案网 w w w .k h d a w .c o m （2）当 S 闭合后，电路如图（c）所示，b、o支路只包含一个 6V 理想电源，即Vb= +6V。 根据 KVL 可列出 mA 所以，可得 V 或 V 计算结果表明：当参考点选定后，电路得各点电位都有明确得意义，而与计算的路径无 关。 2.1.7试求如图 2-85 所示电路中的电流和电压。 图 2-85 题 2.1.7 图 解题思路与技巧：解题思路与技巧：在求解含受控源的电路问题时，将受控源当作独立电源一样看待即可。 解：解：（1）在图（a）所示电路中 所以 （2）在图(b)所示电路中 提示：提示： 受控源亦是电源， 应用 KCL,KVL 列电路方程时， 如果遇到回路内含有受控电压源， 课后答案网 w w w .k h d a w .c o m 以及结点或封闭曲面连接又受控电流源时， 先将受控源当作独立电源一样对待， 列出电路基 本方程，根据受控源受控制的特点，列出控制量与待求量之间关系式亦称为辅助方程， 解基本方程和辅助方程，即可求出待求量。 2.2.1选择题 （1）在图 2-86（a）中，已知。用图 2-86（b）所示的等效理想电流源代 替图 2-86（a）所示电路，则等效电流源的参数为B。 （A）6A（B）2A（C）3A（D）8A （2）在图 2-87 所示电路中，已知：。当单独作用时，上消 耗电功率为 18W。则当和两个电源共同作用时，电阻消耗电功率为A。 （A）72W（B）36 W（C）0 W（D）30 W 图 2-86 题 2.2.1（1）图图 2-87 题 2.2.1（2）图 （3）下列说法正确的有A C。 （A）列 KVL 方程时，每次一定要包含一条新支路电压，只有这样才能保证所列写的方 程独立； （B）在线性电路中，某电阻消耗的电功率等于个电阻单独作用时所产生的功率之和； （C）借助叠加原理能求解线性电路的电压和电流； （D）若在电流源上再串联一个电阻，则会影响原有外部电路中的电压和电流。 （4）电路如图 2-88 所示，用支路电流法求得电流 I=（B） a) 6Ab) -6A （5）电路如图 2-89 所示，用支路电流法求得电压 U=（B） a) 144Vb) 72V （6）电路如图 2-90 所示，电流源两端的电压 U=（B） a) 1Vb) 3V 课后答案网 w w w .k h d a w .c o m 图 2-88 题 2.2.1（4）图图 2-89 题 2.2.1（5）图图 2-90 题 2.2.1（6）图 （7）回路电流法适用于：（B） a) 平面电路b) 平面或非平面电路 （8） 用回路电流法求解电路，若电路中存在无伴电流源时， 该无伴电流源两端的电压设为： （A） a)b) 零。 （9）电路如图 2-91 所示，用回路电流法求得电压 U=（A） a) 80Vb) -80V 图 2-91 题 2.2.1（9）图图 2-92 题 2.2.1（10）图 （10）电路如图 2-92 所示，用回路电流法求得电流 I=（B） a) 1Ab) -1A （11）叠加定理适用于（a） a)线性电路b)线性电路和非线性电路 （12）应用叠加定理求解电路，当其中一个或一组独立源作用，其它电压源，电流源分别看 作（b） a)开路、短路；b)短路、开路。 （13）当含源一端口网络输入电阻Rin=0 时，该一端口网络的等效电路为： （a） a)电压源；b)电流源。 （14）当含源一端口网络的输入电阻时，该一端口网络的等效电路为： （b） a)电压源；b)电源源。 （15）含源一端口网络的戴维南等效电路中的等效电阻 Req： （b） a)只可能是正电阻；b)可能是正电阻也可能是负电阻。 课后答案网 w w w .k h d a w .c o m 2.2.2 填空题2 填空题 （1）将图 2-93 等效为电压和电阻的串联时则电源的电压=2V，电阻=4。 （2）两额定电压相同的 100W 和 15W 白炽灯泡工作时，100W 灯泡的电阻比 15W 的要小。 同一个白炽灯泡在冷态（即不工作时）的电阻比工作时的电阻要小。 （3）在图 2-94 电路中，=10V,=-10V,=10V,=10V。 图 2-93 题 2.2.2（1）图图 2-94 题 2.2.2（3）图 （4） 在图 2-95 所示电路中， A,B 两端的等效电压源的电动势=3V， 等效内阻= 2.5。 图 2-95 题 2.2.2（4）图 2.2.3列写图 2-96 所示电路的支路电流方程( 电路中含有理想电流源） 图 2-96 题 2.2.3 图 解 1:(1)对结点 a 列 KCL 方程： (2)选两个网孔为独立回路，设电流源两端电压为U，列 KVL 方程： 课后答案网 w w w .k h d a w .c o m (3)由于多出一个未知量 U ，需增补一个方程： 求解以上方程可得各支路电流。 解 2：由于支路电流I2已知，故只需列写两个方程： (1)对结点 a 列 KCL 方程： (2)避开电流源支路取回路，如图 b 选大回路列 KVL 方程： 解法 2 示意图 注：本例说明对含有理想电流源的电路，列写支路电流方程有两种方法，一是设电流源两端 电压，把电流源看作电压源来列写方程，然后增补一个方程，即令电流源所在支路电流等于电流 源的电流即可。另一方法是避开电流源所在支路例方程，把电流源所在支路的电流作为已知。 2.2.4 在图 2-97 所示电路中，已知， 。试求： 1、各支路电流； 2、电路中各元件的功率。 图 2-97 题 2.2.4 图 解解：（1）求各支路电流。 将已知数据代入方程式（1），（2），（3），（4），（5）则有 （1） 课后答案网 w w w .k h d a w .c o m （2） （3） （4） （5） 联立求解，得 ， 计算结果的实际方向与图中假设的参考方向相反，即发电机 1 为充电状态。 （2）元件的功率。 把，视为恒压源，发出的功率分别为 为负值，表示其并不发出功率，而是消耗功率，作电动机运行，是发电机 2 的负载。 各电阻消耗的功率 电源发出的功率应与电阻电阻消耗的功率平衡 值得注意的是，题图 2-25 中所示和可用电阻串并联等效为， 。则图中所示电路可化简为题 2.2.4 解图。这时电路中仅有三个未知量， 可节省许多计算工作量。 课后答案网 w w w .k h d a w .c o m 题 2.2.4 解图 2.2.5试用支路电流法计算图 2-98 电路中电流以及电源两个电压。 图 2-98 题 2.2.5 图 解解：电路中含有电流源，该支路电流。确定后虽少了一个未知量，但因电 流两端电压为待求量，仍需列写三个独立方程联立求解。由 KCL 和 KVL 可列写出方程： 结点 1： 回路： 回路： 代入数据联立求解，得 2.2.62.2.6 试用结点电压法计算图 2-99 所示电路中各支路电流。 课后答案网 w w w .k h d a w .c o m 图 2-99 题 2.2.6 图 解解：此电路中三个结点，选结点 3 为参考点，对结点 1 和结点 2 列写两个电压方程为 结点 1：（1） 结点 2：（2） 将电路参数代入方程式（1）、（2），可得 （1） （2） 解得 各支路电流参考方向如图 2-27 所示，电流的数值为 2.2.7求图 2-100 所示电路的电压U 课后答案网 w w w .k h d a w .c o m 图 2-100 题 2.2.7 图 解：应用叠加定理求解。首先 画出分电路题 2.2.7 图解所示 题 2.2.7 图解 当 12V 电压源作用时，应用分压原理有： 当 3A 电流源作用时，应用分流公式得： 则所求电压： 2.2.8计算图 2-101 所示电路中的电压U0； 图 2-101 题 2.2.8 图 解：应用戴维宁定理。断开 3电阻支路，如题 2.2.8 解图(b)所示，将其余一端口网 络化为戴维宁等效电路： 1)求开路电压Uoc 2)求等效电阻Req 方法 1：外加电压源如题 2.2.8 解图(c)所示，求端口电压U和电流I0的比值。注意此时电 路中的独立电源要置零。 课后答案网 w w w .k h d a w .c o m 因为： 所以 方法 2：求开路电压和短路电流的比值。 把电路断口短路如题 2.2.8 解图(d)所示。注意此时电路中的独立电源要保留。 对题 2.2.8 解图(d)电路右边的网孔应用 KVL，有： 所以I=0 ， 则 3) 画出等效电路，如题 2.2.8 解图(e)所示，解得： 题 2.2.8 解图（b）题 2.2.8 解图（C） 题 2.2.8 解图（d）题 2.2.8 解图（e） 注意：计算含受控源电路的等效电阻是用外加电源法还是开路、短路法，要具体问 题具体分析，以计算简便为好。 课后答案网 w w w .k h d a w .c o m 2.2.9电路如图 2-102 所示，已知开关 S 扳向 1，电流表读数为 2A；开关 S 扳向 2，电压 表读数为 4V；求开关 S 扳向 3 后，电压U等于多少？ 图 2-102 题 2.2.9 图 解：根据戴维宁定理，由已知条件得 所以 等效电路如图(b)所示， 题 2.2.9 解图（b） 则： 2.2.10应用诺顿定理求图 2-103 示电路中的电流I。 图 2-103 题 2.2.10 图 解： (1) 求短路电流ISC，把 ab 端短路，电路如图 2-103(b)所示，解得： 所以： 课后答案网 w w w .k h d a w .c o m 图 2-103（b） (2) 求等效电阻Req，把独立电源置零，电路如图 2-103(c)所示。 解得： (3)画出诺顿等效电路，接上待求支路如图 2-103(d)所示，应用分流公式得： 注意：诺顿等效电路中电流源的方向。 图 2-103（c）图 2-103（d） 2.3.1 选择题2.3.1 选择题 （1）电路的过渡过程经过一段时间就可以认为达到了稳定状态，这段时间大致为B。 （A）（B）（35）（C）10 （2）在图 2-104 所示电路中，当开关S在t=0 时由“2”拨向“1”时，电路时间常数 为B。 （A）R1C（B）（R1+R2）C（C）（R1/R2）C（D）（R1+R3）C （3）换路定则是指从 0-到 0+时ACE。 （A）电容电压不能突变（B）电容电流不能突变 （C）电感电流不能突变（D）电感电压不能突变 （E）储能元件的储能不能突变 （4）在图 2-105 所示电路中，原电路已稳定，在 t=0 时刻开关 S 闭合，试问 S 闭合瞬间 uL(0+)的值为（C）。 （A）0V（B）V（C）100V（D）200V 课后答案网 w w w .k h d a w .c o m 图 2-104 题 2.3.1（2）图图 2-105 题 2.3.1（4）图 （5）动态电路换路时，如果在换路前后电容电流和电感电压为有限值的条件下，则换路前 后瞬间有：（a） a)b) （6）电路如图 2-106 所示，电路原已达稳态，t=0 时开关 S 由 1 合向 2，则、为： （b） a)OA ， 24Vb)4A ， 20V 图 2-106 题 2.3.1（6）图 （7）电路如图 2-107 所示，电路原已达稳态，t=0 时开关 S 闭合，则、为： （b） a) -1mA ， 0Vb) +1mA ， 0V 图 2-107 题 2.3.1（7）图 （8）电路如图 2-108 所示，电路原已达稳态，t=0 时开关 S 打开，则，为：（b） a) 4A ， 4Sb) 2A ， 0.25S 课后答案网 w w w .k h d a w .c o m 图 2-108 题 2.3.1（8）图 （9）电路如图 2-109 所示，电路原处于稳态，t=0 时开关 S 打开，t0 时电流i为：（a） a) -0.8e-tAb) 0.8e-tA 图 2-109 题 2.3.1（9）图 （10）电路如图 2-110 所示，电路原已达稳态，t=0 开关 S 打开，电路时间常数和 为：（b） a)2S ， 1Ab)0.5S ， 1A 图 2-110 题 2.3.1（10）图 （11）电路如图 2-111 所示，电路原处于稳态，t=0 时开关 S 闭合，则，和为： （b） a)4V ，2V ， 1Sb)2V ， 4V ， 1S 课后答案网 w w w .k h d a w .c o m 图 2-111 题 2.3.1（11）图 2.3.2、填空题2.3.2、填空题 （1）工程上认为当图 2-112 中的开关S在闭合后过渡过程将持续610msms。 （2）一般电路发生换路后存在一段过渡过程，是因为电路中含有储能元件。 （3）在图 2-113 中，开关S断开前电路已处于稳态。设电压表的内阻RV=2.5k，则 当开关S断开瞬间，电压表两端的电压为5000V。 （4） 某RC电路的全响应为,则该电路的零输入响应为V, 零状态响应为V。 图 2-112 题 2.3.2（1）图图 2-113 题 2.3.2（3）图 2.3.3 判断题 （1）RC微分电路具备的条件之一是时间常数（为输入矩形脉冲电压的宽度）。 （） （2）RC积分电路具备的条件之一是时间常数（的含义同上题）。（） （3）RC电路中，瞬变过程中电容电流按指数规律变 化。（） （4）在RL电路中，在没有外部激励时，由于电感线圈内部储能的作用而产生的响应， 称为零输入响应。 （） 课后答案网 w w w .k h d a w .c o m 2.3.42.3.4如图 2-114（a）所示的电路中，开关S在t=0 时闭合，开关S闭合前后电路已处于 稳态。试求开关S闭合后各元件电压、电流的初始值。 图 2-114 题 2.3.4 图 解：解： （1）根据时等效电路（见图（b） ）可得 由换路定则可求得时, 其分别为 （2）根据时等效电路(c),可求得图(c)所示电路中的其他初始值 课后答案网 w w w .k h d a w .c o m 提示：提示：由计算结果可见，接路瞬间除、不能跃变外，其他电压和电流均可跃变， 因此其他初始值的求解完全遵循基尔霍夫定律。 2.3.5图 2-115 所示电路在 t0 时电路处于稳态，求开关打开瞬间电容电流iC(0 +) 图 2-115 题 2.3.5 图 解：(1) 由图 t=0 电路求得：u C(0 )=8V (2) 由换路定律得：uC(0 )=u C(0 )=8V (3) 画出 0 等效电路如图 (b) 所示， 电容用 8V 电压源替代，解得： 注意：电容电流在换路瞬间发生了跃变，即： 图 2-115 题 2.3.5（B）图 2.3.6图 2-116 所示电路在 t0 时电路处于稳态，t= 0 时闭合开关,求电感电压uL (0 +) 。 课后答案网 w w w .k h d a w .c o m 图 2-116 题 2.3.6 图 解：解： (1) 首先由图(a)t=0 电路求电感电流，此时电感处于短路状态如图（b）所示，则： 图 2-116 题 2.3.6 图（B）图 2-116 题 2.3.6 图（C） 由换路定律得： iL(0 +) = iL(0 )= 2A (3) 画出 0+ 等效电路如图 (c) 所示，电感用 2A 电流源替代，解得： 注意：注意： 电感电压在换路瞬间发生了跃变，即： 2.3.7图 2-117 所示电路在 t0 时处于稳态，t=0 时闭合开关,求电感电压uL(0 +)和电容电 流iC(0 +) 课后答案网 w w w .k h d a w .c o m 图 2-117 题 2.3.7 图 解：(1) 把图 2-117t=0 电路中的电感短路，电容开路，如图（b）所示，则： (2) 画出 0 +等效电路如图(c)所示，电感用电流源替代，电容用电压源替代解得： 图 2-117 题 2.3.7 图（B）图 2-117 题 2.3.7 图（C） 注意： 直流稳态时电感相当于短路，电容相当于断路。 2.3.8求图 2-118 所示电路在开关闭合瞬间各支路电流和电感电压。 图 2-118 题 2.3.8 图 解：(1) 把图t=0 电路中的电感短路，电容开路，如图（b）所示，则： (2) 画出 0 +等效电路如图(c)所示，电感用电流源替代，电容用电压源替代解得： 课后答案网 w w w .k h d a w .c o m 图 2-118 题 2.3.8 图（B）图 2-118 题 2.3.8 图（C） 2.4.1选择题 （1）在RL串联电路中，电压与电流的关系是B。 （A）（B）（C） （2）在图 2-119 所示电路中，已知，u为正弦交流电压，电流表， 的读书均为 1A，电流表的读数是A。 （A）1A（B）2A（C）3A（D）4A 图 2-119 题 2.4.1（2）图 （3）电容器 C 的端电压从 0 升至U时，电容器吸收的电能为A。 （A）（B）（C） （4）用二瓦计法测量三相功率时，两个功率表的读数分别是，则三 相总功率是C。 （A）10+（+5）W（B）-5-10W（C）10+（-5）W （5）无论三相负载作或 Y 连接时，三相总功率公式是A。 （A）只适用于对称负载 （B）只适用于有中线的三相负载 课后答案网 w w w .k h d a w .c o m （C）对称负载与不对称负载均适用 (6) 正弦量有效值的定义所依据的是正弦量与直流量的 （B） a)平均效应等效b)能量等价效应等效 (7) 由图 2-120 可以看出，u 的相位相对于 i 的相位是（B） a)超前b) 滞后 图 2-120 题 2.4.1（7）图 （8） 相量的模值是正弦量的（A） a)有效值b)最大值 （9）电容上的电压相量和电流向量满足（B） a)b) （10）当等于零时，电感相当于 （A） a)短路b)开路 （11） 下面两个图形哪个图形可能是符合基尔霍夫定律的相量图 (B) a)b) (12)并联情况下，参考相量宜选择 (A ) a)电压相量b)电流相量 2.4.2填空题 （1）正弦交流电的三要素是最大值（有效值） ，角频率（频率）和初相位。 课后答案网 w w w .k h d a w .c o m （2）已知两个正弦电流：，则 =。 （3）中线的作用就在于使星形连接的不对称负载的相电压对称。 （4） 在 L， C 并联电路中， 当频率 f 大于谐振频率时， 电路呈容性 性电路； 当 时，电路呈感性性电路；当时，电路呈电阻性性电路。 2.4.3判断题 （1）相量代表了正弦量中的有效值和角频率。（ ） （2）在三相正弦电路中，若要求负载相互不影响，则负载应接成三角形且线路阻抗很 小，或者接成星形且中线阻抗很小。（ ） （3）电路的品质因数 Q 越高，则电路的选择性越好。（ ） （4）提高功率因数时，采用并联电容而不采用串联电容的形式，主要是为了保证负载 的端电压，电流及功率不受影响。（ ） 2.4.4电路如图 2-121（a）所示，已知电压，求电压 图 2-121 题 2.4.4