01习题祥解 电路课后习题.doc

1 第1章习题解答 1-1 直流电源的内阻为1.0当输出电流为A100时的端电压为V220。 1求电源的电动势 2求负载的电阻值。 解1电路如解题图1所示根据电路有载工作 状态时的全电路欧姆定律 L0RREI 则 UIRIRIRE0L0 上式中由于电流I在负载电阻RL上产生的电压降 即为电源路端电压U电源电动势E为 V2302201001.0E 2再根据路端电压U的关系式部分电路欧姆定律 IRUL 那么 2.2100220IURL 1-2 某电源的开路电压为1.6 V短路电流为500 mA。求电动势和内阻。 解当电源电路在开路时电路如解题图2a 所示根据全电路欧姆定律和I 0电动势电压 V6.1UUIRE000 当电源电路短路时电路如解题图2b所示根据全电路欧姆定律和U 0 则 IRUIRE00 那么电源的内阻 2.35.06.1IER0 1-3 一只额定电压为V220功率为100W的白炽灯在额定状态下工作时的电阻和电流各为多少 解根据功率表达式 IUE0RLR解题图1 0I0UE0R解题图2aSIUE0R解题图2b 2 UIIRP2L 则此时流过白炽灯的电流和白炽灯中的电阻分别为 A45.0220100UPI 48445.0100IPR22L 1-4 阻值为1000电阻器其额定功率是1W该电阻器的额定电流和电压是多少 解根据额定功率表达式 NN2NNNIUIRP 则该电阻器的额定电流和额定电压分别为 mA6.31A0316.0001.010001RPINNN V6.310316.01IPUNNN 1-5 有一直流电源其额定功率PN 200W额定电压UN 50V内阻R0 0.5负载电阻R可以调节其电路如图1-15所示。试求 1额定工作状态下的电流及负载电阻 2开路状态下的电源端电压 3电源短路状态下的电流。 解1电路如解题图3所示当S闭合时根据 额定功率表达式 NNNIUP 则 A450200UPINNN 又根据额定电压表达式 NNNIRU 那么 5.12450IURNNN 2根据全电路欧姆定律和开路状态下电源端电压等于电动势电压所以 V5245.050IRUEUN0N0 3电源电路短路时负载电阻为零则短路电流为 A1045.052REI0S IUE0RLR解题图3S 3 1-6 一只110V、8W的指示灯现在要接在380V的电源上问要串联多大阻值的电阻该电阻应选用多大瓦数的 解此时的电源电压比指示灯的额定电压高出了270V必须采用串联电阻分压的方法 将高出的电压全部降在分压电阻上否则指示灯将被烧毁同时还要考虑电阻的耗散功率否则电阻将被烧毁。 根据功率表达式和欧姆定律可知选用的串联电阻的阻值和耗散功率应分别为 A073.01108UPINNN k7.33699073.0110380R W20073.02703699073.0IURIP2NRN2 1-7 在题图1-7中五个元件代表电源或负载。电流和电压的参考方向如图中所示通过实验测量得知 V30UV80UV60UV90UV140UA10IA6IA4I54321321 1试标出各电流的实际方向和电压的实际极性 2判断那些元件是电源那些是负载 3计算各元件的功率电源发出的功率和负载取用的功率是否平衡 解1各元件电流的实际方向和各元件电压的实际极性如解题图4所示。 2根据U和I的实际方向来判定当U和I的实际方向相反时即为电源注意U的实际方向指的是电位降落的方向即从正极指向负极否则为负载。据此元件1和元件2为电源其余的全为负载。 3根据解题图4计算各元件的功率分别为 W5604140IUP111 W540690IUP222 W6001060IUP333 W320480IUP144 12345题题1-71I2I3I1U3U2U4U5U 123451I2I3I1U3U2U4U5U解题图4 4 W180630IUP255 根据功率平衡的关系带有负号的功率之和应和带有正号的功率之和相等即得 W1100180320600540560 上式表明电源发出的功率和负载取用的功率是平衡的注意此法也是验证解题结果正确与否的方法之一。 1-8 试求题图1-8所示电路中A点、B点和C点的电位。 解参照解题图5可知四个电阻上的电压降均由电流I所产生电流的参考方向如图所示其大小为 A5.06030201020102050I 根据某点的电位即该点与参考点之间的电压令参考点VD 0 则电位VA、VB和VC分别为 V45505.01050I10VVVDAA V35I2020I1050I10I20VVVDBB V10I20VVVDCC 1-9 试求题图1-9所示电路中A点的电位。 解参照解题图6该电路图上半部分的电路为一闭合电路可产生电流I因此在1和2电阻上均产生电压降而电路图下半部分的电路不闭合故4电阻上无电压降。那么该电路中的电流和电位VA分别为 A1213I 2020V20V501010ABCD题题1-8 A12V3V64题题1-9 2020V20V501010ABCD解题图5I A12V3V64I解题图6 5 V56I236I1VA 1-10 求题图1-10所示电路中A点和B点的电位。如将A、B两点直接连接或接一个电阻对电路工作有无影响 解根据题图1-10所示该电路有两个独立 的回路共用一个参考点判定A、B两点连接 后对原有电路的工作有无影响即有无电流流过的依据首先要确定VA和VB的电位是否相等 两点电位分别为 V816444VV8208128VBA 由于两点电位相等所以A、B点连接后对电路工作无影响。 1-11 在题图1-11中在开关S断开和闭合的两种情况下试求A点的电位。 解在开关S断开时电路如解题图7a所示根据电位差和电压的关系 即 I1020V123A 则 V84.584.1712109.262420121039.3201212102012I102012V3333A 在开关S闭合时电路如解题图7b所示此时电路中的12V和12V两个电源将分别独立作用一个回路VA就是3.9k电阻上的电压降即 V96.1109.3109.32012V33A Ak20V12Sk3k9.3V12题题1-11 V61V2012484AB题题1-10 Ak20V12Sk3k9.3V12解题图7aI Ak20V12Sk3k9.3V12解题图7bI 6 1-12 计算题图1-12所示两电路中a、b 间的等效电阻abR。 解图a 24/422/436364444/43/64/4/4Rab 注上式中的符号“/”表示电阻并联符号“”表示电阻串联在计算串、并联等效电阻时应遵循先并联、后串联、括号运算优先的原则。 图b 12/23/3/32/2/2Rab 1-13 在题图1-13中R1 R2 R3 R4 300R5 600试求开关S断开和闭合时a和b之间的等效电阻。 解当开关S断开时a、b之间的等效电阻 200600/600/600RR/RR/RR42315ab 当开关S闭合时a、b之间的等效电阻 200300/600300/300300/300/600R/RR/R/RR43215ab 1-14 题图1-14所示的是直流电动机的一种调速电阻它由四个固定电阻串联而成。利用几个开关的闭合或断开可以得到多种电阻值。设四个电阻都是1试求在下列三种情况下ab两点间的电阻值1S1和S5闭合其它断开2S2S3和S5闭合其它断开3S1S3和S4闭合其它断开。 ab题题1-12446354abab333222 1R2R3R4R5RSab题题1-13 7 解1当S1和S5闭合其它开关断开时电路如解题图8a所示a、b间的等效电阻 3111RRRR321ab 2当R2、R3和R5闭合其它开关断开时电路如解题图8b所示等效电路如解题图8c所示a、b之间的等效电阻 33.11/1/11R/R/RRR4321ab 3当开关S1、S3和S4闭合其它开关断开时电路如解题图8d所示其等效电路如解题图8f所示a、b之间的等效电阻 5.01/1R/RR41ab 1-15 题图1-15所示是一衰减电路共有四档。当输入电压U1 16 V时试计算各档输出电压U2 。 ab1S2S3S4S5S1R2R3R4R题题1-14 ab1S5S1R2R3R4R 解题图8a ab1R2R3R4R 解题图8c ab2S3S5S1R2R3R4R 解题图8b ab1S3S4S1R2R3R4R 解题图8d ab1R2R3R4R 解题图8f 8 解当电路连接a档时如解题图9a所示输出电压等于输入电压即 V16UU12 当电路连接b档时如解题图9b所示输出电压为16V的分压即 V6.110116455/5.545/5.545455/5.545/5.5UU12 当电路连接c档时如题图1-9所示输出电压为1.6V的分压即 V16.01016.14555.5454555.56.1U2 当电路连接d档时如解题图9c所示输出电压为0.16V的分压即 V016.010116.0545516.0U2 1-16 题图1-16所示的是由电位器组成的分压电路电位器的电阻RP 270两边的串联电阻R1 350R2 550。设输入电压U1 12 V试求输出电压U2的变化范围。 1U2U5.55.50.5454545abcd题1-15题 1U2U5.55.50.5454545abcd解题图9a 1U2U5.55.50.5454545abcd解题图9c 1U2U5.55.50.5454545abcd解题图9b 9 解当电位器的滑动触点置于电位器RP的最下端时输出 电压U2应该是电阻R2上的压降即 V64.512550270350550URRRRU12P122 当电位器的滑动触点置于电位器RP的最上端时输出 电压U2应该是电阻RPR2上的压降即 V41.812550270350550270URRRRRU12P12P2 因此该分压电路输出电压U2的变化范围应该是5.64V 8.41V。 1-17 试用两个6 V的直流电源、两个1k的电阻和一个