电工电子学林小玲主编第二章答案.doc

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 (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)2.4 b)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 ，4 b)4 ，8 图2-78题2.1.1（13）图 图2-79题2.1.1（14）图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 UABR5 I5R4I4+R3I3=0UAB= R4I4+ R5I5R3I3根据KCL，I4=0，则UAB= R5I5R3I3V2.1.5 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 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 （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：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：（1）在图（a）所示电路中 所以 （2）在图(b)所示电路中 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，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) 6A b) -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) 1V b) 3V 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) 80V b) -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。2.2.2 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： (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：（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）（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。 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：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2.2.6 试用结点电压法计算图2-99 所示电路中各支路电流。 图2-99 题2.2.6图解：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 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。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。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： 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（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 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 ， 24V b) 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 ， 0V b) +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 ， 4S b) 2A ， 0.25S 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-tA b) 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 ， 1A b) 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 ， 1S b) 2V ， 4V ， 1S 图2-111 题2.3.1（11）图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610ms ms。（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。（）2.3.4 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：（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 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：uC (0)=8V (2) 由换路定律得：uC (0)=uC (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+) 。 图2-116 题2.3.6图解：(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： 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+) 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： 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（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。 （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。