电路基础第1章习题解答

1、第一章电路的基本概念和基本定律习题解答1-1题1-1图所示电路，求各段电路的电压卩及各元件的功率，并说明元件是消耗功ab率还是对外提供功率2A-a+6V(a)-2A亠，ab-8V(d)1Aab-8AaYb+-8V-+-10V-(b)(c)a-1Ab+-2Aa:+-ob-6V16V(e)(f)ob题1-1图解根据功率计算公式及题给条件，得U=6V,P=6X2=12W消耗功率abU=-8V，P=1X(-8)=-8W提供功率abU=-10V,P=-(-8)x(-10)=-80W提供功率abU=-8V,P=-(-2)x(-8)=-16W提供功率abU=-(-6)=6V,P=-(-1)x(-6)=-6W

2、提供功率abU=-16V,P=(-2)x16=-32W提供功率ab1-2在题1-2图所示各元件中，已知：元件A吸收66W功率，元件B发出25W功率；元件C吸收负68W功率，求i、u和i。a+6VuB题1-2图ABCc+-4V解根据题意，对元件A，有P=6i=66,i=11ATOC o 1-5 h zAAA对元件B，有P=-5u=-25,u=5VBBB对元件C，有P=-4i=-68,i=17ACCC1-3题1-3图所示电路中，5个元件代表电源或负载。通过实验测量得知：Ix=-2A,I2=3A,I=5A，U=70V，U=-45V，U=30V，U=-40V，U=-15V。12345试指出各电流的实际

3、方向和各电压的实际极性判断那些元件是电源；那些元件是负载计算各元件的功率，验证功率平衡UU题1-3图解(1)图中虚线箭头为各支路电流的实际方向。极性为各元件电压的实际极性。按实际方向判断元件的状态：U、I关联者为负载，U、I非关联者为电源。据此可判断元件1、2为电源，元件3、4为负载。也可按书上的方法判断如下：p=UI=70X(-2)=-140W11P=UI=-45X3=T35W22P=UI=30X5=150WTOC o 1-5 h z33P=UI=-40X(-2)=80W41P=-UI=-(-15)X3=45W52因为P0、P0，故元件3、4、5为负载。12345各元件的功率见(2)，据此有

4、P+P+P+P+P=-140-135+150+80+45=012345可知功率平衡。1-4求题1-4图所示电路中各元件的功率，并验证功率平衡。10V5。八2A题1-4图解由欧姆定律及KCL，得各元件的功率为可知功率平衡。1-5题1-5图所示电路，写出各元件u与i的约束方程。i30mH/VYXio*+20uF(a)(b)(c)+(d)+u-(e)-6Vo+u(f)解根据各元件的伏安关系及题给条件得(a)u=X103i(b)u=-30X10-3=-3X10-2(c)i=20X10-6=2X10-5(d)u=-6V(e)i=2A(f)u=-6V1-6将额定电压为U。、额定功率为P0的电热丝(可看作线

5、性电阻)切成长，然后加上电压U，问此时电热丝消耗的功率P为多少解由题意可知，电热丝的原电阻为R=0切成长时的电阻为R=R0此时电热丝消耗的功率为3U2P=p2U20o-P01-7题1-7图(a)电容中电流i的波形如图(b)所示，已知，试求t=ls、t=3s和t=5s时电容电压u。(a)题1-7图OWtW2s2sWtW4st三4sOWtW2s2sWtW4st三4s解由图(b)所示电流i的波形图，可求得=+10-5根据u(t)=u(0)+，可求得(+1+5t-4+16当t=1s，t=3s和t=5s时，有u(1)=X12+1=u(3)=X32+5X3-4=u二X5+16二1-8题1-8图(a)中，电

6、感电压的波形如图(b)所示，已知i(0)=2A，试求当t=ls、t=2s、t=3s和t=5s时电感电流i。iuL(a)解由图(b)所示u的波形图，可得OWtW2s-10t+302sWtW3s=*03sWtW4s%10t-504sWtW5s0125s根据i(t)=i(O)+，可求出Irt2+2OWtW2s-2t2+12t-102sWtW3s=F3sWtW4s2t2-20t+564sWtW5s62t5s当t=1s、t=2s、t=3s和t=5s时，有i(1)=12+2=3Ai(2)=-2X22+12X2-10=6Ai(3)=-2X32+12X3-10=8Ai(5)=2X52-20X5+56=6A1-

7、9图(a)所示电路中，求两电源的功率，并指出那个元件吸收功率那个元件发出功率图(b)所示电路中,指出哪个元件可能吸收或发出功率解(a)由题给条件及功率计算公式得计算表明，电压源吸收功率，电流源发出功率。10Va)(b)题1-9图（b）由，知电流源总是在发出功率。由，知电阻总是在吸收功率。电压源可能吸收或发出功率。1-10图（a）所示电路中，求两电源的功率，并指出那个元件吸收功率那个元件发出功率图（b）所示电路中，哪个元件的工作状态与R有关并确定R为何值时，该元件吸收功率、发出功率或功率为零R题1-10图解（a）由题给条件及功率计算公式得计算表明，电流源吸收功率，电压源发出功率。（b）电压源发出

8、45W功率。电阻吸收功率。电流源的工作状态与R有关。当，即R=5时，电流源发出功率。当，即R=5时，电流源吸收功率。当，即R=5时，电流源功率为零。1-11求题1-11图所示电路中的电流I、I、I、I。1234解对结点A应用KCL，得I=-8-6-4=-18A3J5A16A10AIICDIij6A415ABA4AI7AJ*318A题1-11图对结点B应用KCL，得I=15+7+I=15+7-18=4A43对结点C应用KCL，得I=10+I-5=10+4-5=9A14对结点D应用KCL，得I=I+6+6=9+6+6=21A211-12题1-12图所示电路，已知U=1V，U=2V,U=3V,I=1

9、A，I=2A，I=3A，求各S1S2S3S1S2S3电源的功率，并说明吸收功率还是发出功率。解各元件功率求解如下：吸收发出吸收发出发出发出u、ad题1-13图ude解按广义结点可求出应用KVL，得i=2+5-2-8=-3Axu=3X2-5+6+5i-20abx=6-5+6+5X（-3）-20=-28Vu=3X2-5+10=11Vadu=-10+6+4X8=28Vde1-14题1T4图所示电路，求U、I。ABXDA解按广义结点可求出I=4-10-2=-8AX对结点D应用KCL，得I=I+2=-8+2=-6A1X对结点A应用KCL，得I=4+6-I=4+6-（-6）=16A21对结点C应用KCL，

10、得I=I+2-2=16+2-2=16A32应用KVL，得U=41+51=4X16+5X16=144VAB231-15题1-15图所示电路，求I、U、R。解按广义结点得应用KCL，得应用KVL，得I=6-5=1AI=12+6=18A1I=15-I=15-1=14A3I=12+5-I=17-14=3A23U=3I+12I=3X18+12X3=90VS12IR=12I-15X1321-16求题1-16图所示电路中的电流i。解应用KVL，得应用KCL，得1-17求题1-17图所示电路的各支路电流。100V110V2题1-17图解对大回路应用KVL，得4I=-90+110+1001I=30A1应用KCL

11、，得I=I-20=30-20=10A21I=I-I=I-304313I=I-I=I-105323对上边的回路应用KVL,得2I+2I=11045将I=1-30,1=1-10代入上式，得43532(I-30)+2(I-10)=11033求出I=3I=I-30=43I=I-10=53解由欧姆定律得I=即电流表的读数为。由分流关系得I=x1I=x2应用KVL，得U=-9I+6I=x(-9x+6x)=0VBC121-19求题1-19图所示电路中各支路电压和支路电流。321S2S3S(b)题1-19图解(a)应用KVL，得U=2+3=5VabU=2+3-1=4V应用欧姆定律及KCL，得acU=1-3=-

12、2VcdI=AabI=4AacI=-1AcdI=-I-I=-4=-AadabacI=I+I=-+(-1)=-AdbadcdI=I+I=-=-5Abcabdb(b)应用KCL,得I=3-1=2AbaI=I+2=2+2=4AacbaI=2+3=5Acd应用欧姆定律，得U=1VbaU=4VacU=Vcd应用KVL，得U=U+U=4+=VadaccdU=U+U=1+4=5VbcbaacU=U+U+U=1+4+=Vbdbaaccd1-20求题1-20图所示电路中的电流I、I、I。ABC解应用欧姆定律，得abbccaA14abI5V5VIc题=I-I图=5AAabca4CZF*Ibc对结点a、b、c应用K

13、CL，得I=I-I=BbcababI=I-I=题1-21图所示电路，已知R的功率为2W,求R、R和R。Ccaab2123解应用KVL,得=3-1=2V由=得=2由欧姆定律，得I=1A2R=13应用KCL及欧姆定律，得I=2-I=2-1=1A12R=311-22求题1-22图所示电路中的U、R和R。1_1b9A3V二2R22题1-22图解应用KCL、KVL及欧姆定律，得I=2I=2-I=12=5-3=2VR=2R=101=3X2+5=11V解因8V电压源不形成回路，故其中无电流，贝yA因V=0V,故有dV=V-5X2=-10VcdV=8+V=8-10=-2VacV=-1XI+V=-1X1-2=-3Vba1-24求题1-24图所示电路中的各点电位。()6V26VQd题1-24图解因端口a、d开路，故有I=1A电路中各点电位分别为V=0VV=V+6+2X3=12VdcV=V2I=2X1=2VbcV=V2X1=22=4Vab1-25求题1-25图所示电路中a、b两点间的电压U。+200V-100Vab220kQ+200V-50V题