电路的基本概念和基本定律作业习题及答案

电路的基本概念和基本定律作业习题及答案本套作业聚焦电路的基本概念（电流、电压、电位、电动势、电功率）和基本定律（欧姆定律、基尔霍夫电流定律、基尔霍夫电压定律），题型涵盖选择题、判断题、计算题，兼顾基础巩固与能力提升，答案附带详细解析，助力学习者夯实电路基础。一、选择题（每题3分，共30分）电路中电流的实际方向是（）A.正电荷定向移动的方向B.负电荷定向移动的方向C.从低电位指向高电位的方向D.与电压方向相反的方向关于电压与电位的关系，下列说法正确的是（）A.电压是两点间的电位差，与参考点选择有关B.电位是某点到参考点的电压，与参考点选择有关C.电压和电位都与参考点选择有关D.电压和电位都与参考点选择无关某段电路的电压和电流采用关联参考方向，若U=10V，I=−2A，则该段电路（）A.吸收功率20WB.发出功率20WC.吸收功率-20WD.功率无法确定欧姆定律的表达式U=IR成立的条件是（）A.电压与电流为关联参考方向B.电压与电流为非关联参考方向C.导体温度发生变化D.导体为非线性元件基尔霍夫电流定律（KCL）适用于电路中的（）A.任意节点B.任意闭合回路C.任意支路D.任意元件基尔霍夫电压定律（KVL）的表达式中，各段电压的正负号取决于（）A.电压的实际方向B.绕行方向与电压参考方向的关系C.电流的参考方向D.元件的性质一个阻值为10Ω的电阻，通过的电流为2A，则电阻两端的电压为（）A.20VB.5VC.0.2VD.12V电路中某节点连接着三条支路，支路电流分别为I1=3A（流入节点），I2A.2AB.-2AC.8AD.-8A下列元件中，属于耗能元件的是（）A.理想电压源B.理想电流源C.电阻D.电感某理想电压源的电压为12V，当外接电阻增大时，该电压源的输出电流将（）A.增大B.减小C.不变D.无法确定二、判断题（每题2分，共20分）电流的参考方向可以任意选定，若计算结果为正值，则实际方向与参考方向一致。（）电位的单位是伏特，电压的单位是焦耳，两者单位不同。（）功率的计算公式P=UI，无论电压和电流是关联还是非关联参考方向，公式都成立。（）线性电阻的阻值不随电压或电流的变化而变化，而非线性电阻的阻值随电压或电流变化。（）基尔霍夫电流定律的实质是电荷守恒定律，即流入节点的电荷等于流出节点的电荷。（）基尔霍夫电压定律适用于任何闭合回路，包括含有非线性元件的回路。（）理想电压源的输出电压恒定，输出电流由外电路决定。（）电路中两点间的电压等于这两点的电位之和。（）当电阻元件的电压和电流为非关联参考方向时，欧姆定律的表达式为U=−IR。（）一个元件发出功率，说明该元件是电源；吸收功率，说明该元件是负载。（）三、计算题（每题10分，共50分）电路中某段导体的电压和电流采用关联参考方向，已知R=5Ω，I=2A，求：（1）导体两端的电压U；（2）导体吸收的功率P。如图1所示，已知电路中各支路电流：I1=2A，I2=−1A，（图1提示：节点连接4条支路，I1、I2流入节点，I3如图2所示的闭合回路，各段电压的参考方向如图所示，已知UAB=5V，UBC=−3V，（图2提示：回路为A→B→C→D→A的顺时针绕行方向）有一个额定电压为220V，额定功率为100W的白炽灯泡，求：（1）灯泡的额定电流；（2）灯泡的电阻值。如图3所示电路，已知E1=12V，E2=6V，R1（图3提示：回路为E1参考答案及解析一、选择题答案及解析A解析：电流的实际方向定义为正电荷定向移动的方向，负电荷定向移动的方向与电流实际方向相反。B解析：电压是两点间的电位差，与参考点选择无关；电位是某点到参考点的电压，参考点不同，电位值不同。B解析：关联参考方向下，P=UI=10×−2A解析：欧姆定律U=IR的前提是电压与电流为关联参考方向；非关联参考方向时，表达式为U=−IR。A解析：基尔霍夫电流定律（KCL）的内容是：在任一时刻，流入电路中某一节点的电流之和等于流出该节点的电流之和，适用于任意节点。B解析：应用KVL列方程时，绕行方向与电压参考方向一致时，电压取正号；反之取负号。A解析：根据欧姆定律U=IR=2×10=20V。A解析：根据KCL，流入节点的电流之和等于流出节点的电流之和，即I1+I2=C解析：电阻是耗能元件，将电能转化为热能；理想电压源和电流源是供能元件；电感是储能元件。B解析：理想电压源输出电压恒定，根据欧姆定律I=UR，当外接电阻R增大时，输出电流二、判断题答案及解析√解析：电流参考方向是人为选定的，计算结果为正，实际方向与参考方向一致；结果为负，实际方向与参考方向相反。×解析：电位和电压的单位都是伏特，焦耳是能量的单位。×解析：关联参考方向时，P=UI（吸收功率）；非关联参考方向时，P=−UI（吸收功率）。√解析：线性电阻的伏安特性是一条过原点的直线，阻值恒定；非线性电阻的伏安特性是曲线，阻值随电压或电流变化。√解析：KCL的本质是电荷守恒，即节点处的电荷不会积累，流入的电荷等于流出的电荷。√解析：KVL反映的是电路中能量守恒的规律，适用于任何闭合回路，与元件的性质无关。√解析：理想电压源的特点是输出电压恒定，输出电流的大小和方向由外电路的负载决定。×解析：电路中两点间的电压等于这两点的电位之差。√解析：非关联参考方向时，电压和电流的实际方向相反，欧姆定律表达式为U=−IR。√解析：电源是提供能量的元件，发出功率；负载是消耗能量的元件，吸收功率。三、计算题答案及解析解：（1）关联参考方向下，根据欧姆定律：U=IR=2×5=10V（2）导体吸收的功率：P=UI=10×2=20W解：根据基尔霍夫电流定律（KCL），流入节点的电流之和等于流出节点的电流之和，即：I代入已知数据：2+解得：I负号表示I4解：根据基尔霍夫电压定律（KVL），沿顺时针绕行方向，闭合回路的电压代数和为零，即：U代入已知数据：5+解得：U解：（1）根据功率公式P=UI，可得额定电流：I（2）根据欧姆定律R=UR=或直接用公式