《电路基础》试卷及答案4套

装订班级学号装订班级学号姓名※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※线第15页，共16页线《电路基础》期中试卷一、填空题（每空0.5分，共16分）1.任何一个完整的电路都必须有、和3个基本部分。具有单一电磁特性的电路元件称为电路元件，由它们组成的电路称为。电路的作用是对电能进行、和；对电信号进行、和。2.电路图上标示的电流、电压方向称为，假定某元件是负载时，该元件两端的电压和通过元件的电流方向应为方向。3.电路有、和三种工作状态。当电路中电流、端电压U＝0时，此种状态称为，这种情况下电源产生的功率全部消耗在上。4.在应用叠加定理考虑某个电源的单独作用时，应保持电路结构不变，将电路中的其他理想电源视为零值，亦即理想电压源，电动势为；理想电流源，电流为；5.在多个电源共同作用的电路中，任一支路的响应均可看成是由各个激励单独作用下在该支路上所产生的响应的，称为叠加定理。6.使用叠加定理叠加时只对独立电源产生的响应叠加，受控源在每个独立电源单独作用时都应在相应的电路中，即应用叠加定理时，受控源要与一样看待。7.一个具有b条支路，n个节点（b>n）的复杂电路，用支路电流法求解时，需列出个方程式来联立求解，其中个为节点电流方程式，个为回路电压方程式。8.表征正弦交流电振荡幅度的量是它的；表征正弦交流电随时间变化快慢程度的量是；表征正弦交流电起始位置时的量称为它的。三者称为正弦量的。9.某正弦电压有效值为380V，频率为50Hz，计时始数值等于380V，其瞬时值表达式为V二、简答题（每题6分，共30分）1.什么是电流和电压的参考方向？2.如何表述基尔电流霍夫定律和基尔霍夫电压定律？3.简述叠加定理的基本内容和适用范围。4.简述支路电流法的解题步骤。5.纯电阻电路在日常生活中有哪些应用？纯电阻电路中电压与电流关系是什么？三、分析题（每题8分，共16分）1.根据日常观察，电灯在深夜时要比黄昏时亮一些，为什么？2.图1(a)所示是一电池电路，当U=3V，E=5V时，该电池做电源还是做负载用？图1(b)所示也是一电池电路，当U=5V，E=3V时，则又如何？(a)(b)图1四、计算题（共38分）1.求图2中bc两点间的电压Ubc。（6分）图22.（2）求（6分）图33.用电源等效变换求图4所示电路中的电流I。（6分）图44.用叠加定理求图5电路中标出的电压U。（6分）图55.已知工频正弦电压uab的最大值为311V，初相位为－60°，其有效值为多少？写出其瞬时值表达式；当t=0.0025S时，Uab的值为多少？（7分）6.如图6中，U1=40V，U2=30V，i=10sin314tA，则U为多少？写出其瞬时值表达式。（7分） 图6第六部份线性电路的瞬态过程一、学习目标与要求1．了解电路的瞬态过程；2．能熟练应用换路定律，确定电路的初始值；3．掌握RC电路和RL电路的瞬态过程响应的求解；4．熟练掌握三要素法；5．了解几种典型RC电路的应用。二、本章重点内容1．瞬态过程与换路定律（1）电路状态的改变（如通电、断电、短路、电信号突变、电路参数的变化等），统称为换路。（2）换路定律：电路换路时，各储能元件的能量不能跃变。具体表现在电容电压不能跃变；电感电流不能跃变。换路定律的数学表达式为uC(0+)=uC(0－)iL(0+)=iL(0－)2．一阶电路的瞬态过程及其三要素法（1）RC电路的瞬态过程①RC电路的零输入响应（t＞0）②RC电路的零状态响应(t>0)③RC电路的全响应（t>0）（2）RL电路的瞬态过程①RL电路的零输入响应(t>0)②RL电路的零状态响应(t>0)③RL电路的全响应（t>0）（3）时间常数τ实际的瞬态过程根据电路的时间常数τ来估算，一般认为当t=（3～5）τ时，过渡过程基本结束。一阶RC电路τ＝RC；一阶RL电路,τ的单位为s。（4）三要素法①直流激励下的全响应公式（t＞0）②正弦交流激励下的全响应公式（t＞0）3．RC电路的应用（1）微分电路和积分电路（2）避雷器的测试电路（3）阻容耦合保护电路三、本章内容的前后联系1．在第一、二章中已讨论了线性电阻电路的分析计算方法。描述这类电路的电压和电流的方程是一组线性代数方程，因此，在求解过程只需进行代数运算。本章将分析既具有电阻元件又具有储能元件（电感、电容）的电路。由于储能元件中的电压和电流的约束关系是通过求导或求积分来表达的，因此，描述这类电路的电压、电流方程将是一组微分方程。这是本章与第二章所遇到的方程上根本不同的地方。但是，本章所讨论的仍然是线性电路，因此，第一、二章所阐述的方法和定理仍然适用。2．本章所介绍的电路初始值的确定、一阶电路的时间常数概念以及零输入响应、零状态响应、一阶电路的三要素法等，不仅要深入理解而且要熟练掌握其计算方法。3．微分电路和积分电路是RC电路暂态过程的两个实例，输入的一般都是矩形波电压，但由于两者条件不同，就构成输出波形和输入电压波形之间不同的特定关系，在后续课程中应用较多。四、学习方法指导（一） 学习方法1．联系对比：将暂态和稳态这两种容易理解的概念进行对比，有助于让读者掌握系统分析的功能。2．元件瞬态能量不变：对于电容元件将注重分析其换路时电压不变，对于电感元件则注重分析其换路时电流不变。3．分析计算法：通过典型的RL、RC电路分析计算，帮助读者掌握其分析方法。4．仿真法：通过低频率的仿真电路，可让读者对电路的换路有动态感性的理解。（二） 学习指导1．在分析动态电路时，确定电压、电流的初始值是基本问题之一。读者必须熟练地掌握它。电路在换路时，电容电压（电荷）一般不能跃变，电感电流（磁链）一般不能跃变，即uC(0+)=uC(0－)iL(0+)=iL(0－)这就是通常所说的换路定则，在确定电路的初始条件中起重要作用。换路定则仅适用于换路瞬间，用它来确定时电路中电压和电流之值，即暂态过程的初始值。具体做法如下：（1）由时的电路求出或，而后由的电路在已求得的或的条件下求其它电压和电流的初始值。计算时电压和电流的初始值，只需计算时的iL和iC，因为它们不能跃变，而时的其余电压和电流都与初始值无关，不必去求。（2）换路前，如果储能元件没有储能，则在和的电路中，可将电容元件短路，电感元件开路。（3）换路前，如果储能元件已有储能，并设电路已处于稳态，则在的电路中，电容元件可视作开路，其电压为；电感元件可视作短路，其电流为。在时的电路中，电容元件可用一理想电压源代替，其电压为；电感元件可用一理想电流源代替，其电流为。2．电路在外施独立源输入为零的情况下，仅由储能元件的初始能量作用于电路而引起的响应，称为电路的零输入响应。电路在储能元件无初始能量的情况下，仅由外施激励所产生的响应，称为零状态响应。通过列微分方程求解动态电路响应的方法由于微分方程的引入而使求解过程变得复杂，因此，我们往往采用“三要素法”求解一阶动态电路的响应。所谓三要素法是通过求解电路变量的三要素时间常数τ、初始值f（0+）和稳态分量f（∞）来确定电路响应的方法。3．求一阶电路的时间常数的方法可归纳为：（1）把原电路中的独立电源“去掉”，即电压源用短路线代替，电流源用断路代替。（2）除储能元件外，所有电阻可直接用串、并联或星形-三角形变换化成一个等效电阻。最后化简成一个无分支的R、C或R、L串联电路。此时时间常数为或4．求一阶电路的稳态分量f（∞）的方法可归纳为：换路后达到新的稳态时（t=∞）时，电路中的电容元件在直流电路中相当于开路，电感元件直流电路中相当于短路，于是便可求得电路中的各稳态分量。五、典型例题分析例7．1如图7．1所示电路，已知R0=4Ω，R1=R2=8Ω，US=12V。uC(0－)＝0，iL(0－)=0。试求开关S闭合后各支路电流的初始值和电感上电压的初始值。图7．1例7．1图解：由题意，根据换路定律，有例7．2电路如图7．2（a）所示，IS＝3A，R1=36Ω，R2=12Ω，R3=24Ω，电路原来处于稳态。求换路后的i(0＋)及uL(0＋)。图7．2例7．2图解：由图7．2（a）可知：换路后，（0+）的等效电路如图7．2（b）所示，则例7．3电路如图7．3所示，已知US=100V，R1=R2=4Ω，L＝4H，电路原已处于稳态。t=0瞬间开关S断开。（1）求S断开后电路中的电流iL；（2）求电感的电压uL。图7．3例7．3图解：用三要素法求解。（1）初始值：稳态值：时间常数τ：则（2）例7．4电路如图7．4所示，开关S接在a点，电容储能为零。在t=0时刻将开关S接向b点，求电路换路后的uC(t)。图7．4例7．4图解：用三要素法求解。初始值：稳态值：时间常数τ：例7．5如图7．5所示电路，直流电压源的电压US=8V，直流电流源的电流IS=2A，R=2Ω，L＝4H。开关S原未接通，L无电流。在t=0时，将开关S接通到位置1；经过1s，将S从位置1断开并立即接通到位置2。试求i(t)和u(t)。图7．5例7．5图解：用三要素法求解。（1）时为零状态响应。初始值稳态值时间常数τ：则：（2）时为全响应。初始值稳态值时间常数τ：则：（t≥1）（t≥1）六、自我检测题1．填空题7.1.1把t=0+时刻电路中元件上、的值，称为初始值。7.1.2三要素法的三要素是指、、和。7.1.3在零输入响应的RC电路中，已知R=12Ω，C=5μF，则电容C经过 s放电基本结束。7.1.4RC微分电路中其输出量与成正比；RC积分电路中其输出量与成正比。7.1.5在零输入响应的RC电路中，已知τ=0.5s，则电容C经过 s放电基本结束。7.1.6工程上认为换路后经过的时间，电路就达到新的稳态。7.1.7图7.6所示电路，在t=0时S闭合，，则：，，。图7.6检测题7.1.7图7.1.8图7.7所示电路，求时间常数、初始值和稳态值。，，，。图7.7检测题7.1.8图7.1.9在直流稳态电路中电容相当于；电感相当于。7.1.10过渡过程是含的电路由一种稳态转换为新的稳态所经历的过程。过渡过程的快慢与有密切关系。2．判断题7.2.1换路的瞬间，电容元件的电流值有限时，其电压不能突变；同理，电感元件的电流不能突变。（）7.2.2三要素法可用来计算任何线性动态电路过渡过程的响应。 （）7.2.3RC串联电路的时间常数τ=RC，RL串联电路的时间常数为。（）7.2.4时间常数越大，动态电路过渡过程的时间越长。（）7.2.5在直流稳态电路中，电容相当于短路，电感相当于断路。（）7.2.6高压电容器从电网切除后需自动并联较大的电阻使电容器上电压迅速放掉。（）7.2.7零状态是指换路时储能元件的初始储能为零。（）3．计算题7．3．1电路如图7．8所示，已知US=10V，R1=15Ω，R2=5Ω，开关S断开前电路处于稳态。求开关S断开后电路中各电压、电流的初始值。图7．8检测题7．3．1图7．3．2电路如图7．9所示，已知US=12V，R1=4kΩ，R2=8kΩ，C＝2μF。开关S闭合时电路已处于稳态。将开关S断开，求开关S断开后48ms及80ms时电容上的电压值。图7．9检测题7．3．2图7．3．3电路如图7．10所示，继电器线圈的电阻R=250Ω，吸合时其电感值L＝25H。已知电阻R1=230Ω，电源电压US=24V。若继电器的释放电流为4mA。求开关S闭合多长时间继电器能够释放？图7．10检测题7．3．3图7．3．4如图7．11所示电路，已知US=6V，R1=10kΩ，R2=20kΩ，C＝1000pF，uC(0－)＝0V。求电路的响应u(t)。图7．11检测题7．3．4图7．3．5如图7．12所示电路，已知R1=R3=10Ω，R2=40Ω，L＝0.1H，US=180V。t=0时开关S闭合，试求出S闭合后电感中的电流iL(t)。图7．12检测题7．3．5图7．3．6如图7．13所示电路原处于稳态。当US为何值时，将能使S闭合后电路不出现瞬态过程？若US＝50V，用三要素法求uC。图7．13检测题7．3．6图7．3．7如图7．14所示电路，开关S没闭合前电容储能为零。在t=0时将开关S闭合，求S闭合后要用多长时间才能使电容两端电压达到8V？此时电容的储能WC等于多少？图7．14检测题7．3．7图七、自我检测题答案1．填空题7.1.1电压、电流。7.1.2初始值，稳态值，时间常数。7.1.3－。7.1.4输入量的微分；输入量的积分。7.1.52.5。7.1.6（3－5）。7.1.70；，。7.1.8，，，。7.1.9开路；短路。7.1.10储能元件；时间常数。2．判断题7.2.1正确7.2.2错误7.2.3正确7.2.4正确7.2.5错误7.2.6正确7.2.7正确。3．计算题7．3．1。7．3．2；。7．3．30.25s。7．3．4。7．3．5。7．3．6；。7．3．7；。《电路基础》试卷1一、填空题（每空1分，共40分）1．的定向运动形成电流，规定的定向运动方向为电流的实际方向。2．电路中a、b两点电位分别为、，则Uab=，实际方向为由点指向点。3.关联参考方向下电流与电压的参考方向。若P>0则元件功率，P<0则元件功率。4.由于一个线圈的电流变化而在另一个线圈中产生___________的现象称为________。5.一个正弦交流电流的解析式为则其有效值I=A，频率f=Hz，周期T=S，角频率ω=rad/s,初相=。6.电容上的电压和电流的相位差为,电感上的电压和电流的相位差为。7.含有__________的电路在_________时都要产生过渡过程。8.如右图所示的电路中，若R==10Ω,电流表A2的读数为1A，则电流表A的读数为；电流表A1的读数为；电流表A4的读数为；电流表A3的读数为。9．理想变压器的变压关系式为_____________；变流关系式为______________。10．三相电路中的三相负载，可分为三相负载和三相负载。11.受控源分为，，，。12.并联谐振时，网络的阻抗最___，支路的电流可能远大于端口电流，所以又称为________。13．线电压不变，对称负载由星形连接改为三角形连接后，相电压和相电流为原来的______倍，而线电流为原来的_______倍。14．纯电阻电路功率因数为，感性负载电路中功率因数介于和之间。正弦交流电路中有功功率表达式为_______________，无功功率表达式为_____________。二、单项选择题(每题2分，共10分)1．实际电压源在供电时,它的端电压()它的电动势。A．高于B.低于C.等于2．用戴维南定理分析电路“入端电阻”时，应将内部的电动势（）处理。A．作开路B．作短路C．不进行3．用节点电压法求解电路时，自导和互导的规定为（）Ａ．自导和互导均为正Ｂ．自导为正，互导为负Ｃ．自导为正，互导可正可负4．当R、L、C串联电路呈容性时，总电压与电流间的相位差应是（）。A．＞0B.＜0C.=05．两互感线圈的同名端___________。Ａ．由其实际绕向决定Ｂ．由其相对位置决定Ｃ．由其实际绕向和相对位置决定三、计算题（共４小题，50分）1．如下图所示电路，已知,求中电流I。（10分）2．纯电感接在电源上。求：，，，。（10分）3．两个同频正弦电压u1、u2的有效值分别为40V、30V,问什么情况下它们之和的有效值分别为70V,50V,10V。（10分）4．电感线圈与一电容器串联电路，已知，，外加电压V，求电压电流有效值和平均功率。（20分）电路基础试卷1参考答案一、填空题1．带电粒子；正电荷。2．Va-Vb；高电位；低电位。3.相同；消耗；提供。4.感应电动势；互感现象。5.5；50；0.02；314；-45º。6.-90º；90º。7.电感和电容；换路。8.1A；1A；0；1A。9．；10．对称；不对称。11.电压控制电压源；电压控制电流源；电流控制电压源；电流控制电流源。12.大；电流谐振。13．；3。14．1；0；1；；。二、单项选择题1．B；2．B；3．B；4．B；5．C．三、计算题1．4A（向下）。2．；；；。3．当u1与u2同相时，它们之和的有效值为70V；当u1与u2正交（相位相差90º）时，它们之和的有效值为50V；当u1与u2反相时，它们之和的有效值为10V。4．。 《电路基础》试卷2一、填空题（每空1分，共40分）1．已知，若选A点为参考点，则=V，=V。2．导体的电阻为4Ω，在2min内通过导体横截面的电荷量为240C，则该导体两端的电压为。3．导线的电阻是10Ω，对折起来作为一根导线用，电阻变为Ω。4．一度电可供“220V/100W”的灯泡正常发光小时。5．，则其有效值V，频率，角频率，周期，初相。6．在正弦交流电路中流过纯电感线圈的电流，电压，则Ω，=W，=Var。7．在R-L-C串联电路中，当时，电路呈性。8．三相四线制系统是指有三根和一根组成的供电系统。其中相电压是指与之间的电压，线电压是指与之间的电压。二、判断题（每小题1分，共10分）1．电路中参考点改变，任意两点间的电压也随之改变。（）2．一段有源支路，当其两端电压为零时，该支路电流必定为零。（）3．电源在电路中总是提供能量的。（）4．网孔一定是回路，而回路未必是网孔。（）5．我们把那种不能用串并联方法进行简化的电路称为“复杂电路”。（）6．感抗和容抗的大小都与电源的频率成正比。（）7．在三相四线制供电系统中，为确保安全中性线及火线上必须装熔断器。（）8．凡负载作三角形联结时，其线电压就等于相电压。（）9．在R-L-C串联交流电路中，各元件上电压总是小于总电压。（）10．纯电容在交流电路中相当于断路。（）三、分析计算题（每题10分共50分）1．如图3-1，计算等效电阻。图3-12．如图3-2电路中，已知，试用电源变换法求中通过的电流。图3-23．已知：V，V，求：（1）；（2）。4．已知R-L-C串联电路中，，外加电源电压。求。5．星形联接的对称三相负载，每相的电阻R=24Ω，感抗，接到线电压为380V的三相电源上，求相电压、相电流、线电流和三相总平均功率P。试卷2参考答案一、填空题1．0；-10。2．8V。3．2.5。4．10。5．100；50；314；0.02；-45º。6．4；0；100。7．感。8．火线；零线；火线；零线；火线；火线。二、判断题（每小题1分，共10分）1．×；2．×；3．×；4．∨；5．∨；6．×；7．×；8．∨；9．×；10．×。三、分析计算题1．。2．I=2A（向下）。3．；。4．5．；；P=2178W。《电路基础》试卷3一、填空题（每空2分，共40分）1．将电荷量为的检验电荷，从电场中A点移到B点，电场力做了的功，则A、B两点间的电压=。2．当参考点改变时，电路中各点的电位值将，任意两点间的电压值将。3．基尔霍夫电流定律又称定律，它的数学表达式为。若注入节点A的电流为5A和－6A，则流出节点的电流I=。4．三个阻值为3Ω的电阻作Δ形连接，将其等效变换成Y形连接时，每个等效电阻的阻值为。5．一个内阻为0.2Ω，为10A的实际电流源，等效成实际电压源时，E=V，=，E与的方向。6．正弦电流，则有效值I＝，角频率＝，初相位＝。7．R-L-C串联电路发生谐振的条件是：，谐振频率=