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电工学试题库
1.任何一个完整的电路都必须有—电源_、_负载_和_中间环节_3个基本部分组成。
具有单一电磁特性的电路元
件称为_理想—电路元件,由它们组成的电路称为_电路模型_。
电路的作用是对电能进行—传输_、_分配_和_转换_;
对电信号进行—传递_、_存储_和_处理_。
2.反映实际电路器件耗能电磁特性的理想电路元件是_电阻—元件;反映实际电路器件储存磁场能量特性的理
想电路元件是_电感—元件;反映实际电路器件储存电场能量特性的理想电路元件是—电容—元件,它们都是无源—二
端元件。
3.电路有—通路_、_开路_和_短路—三种工作状态。
当电路中电流%、端电压U^0时,此种状态称作_短
路_,这种情况下电源产生的功率全部消耗在—内阻—上。
4.从耗能的观点来讲,电阻元件为耗能元件;电感和电容元件为储能元件。
5.电路图上标示的电流、电压方向称为_参考方向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_关联参考—方向
1.理想电流源输出恒定的电流,其输出端电压由内电阻决定。
(错)
2.电阻、电流和电压都是电路中的基本物理量。
(错)
3.电压是产生电流的根本原因。
因此电路中有电压必有电流。
(错)
4.绝缘体两端的电压无论再高,都不可能通过电流。
(错)
三、选择题:
(每小题2分,共30分)
1.当元件两端电压与通过元件的电流取关联参考方向时,即为假设该元件(A)功率;当元件两端电压与通过电流
取非关联参考方向时,即为假设该元件(B)功率。
A、吸收;B、发出。
2.一个输出电压几乎不变的设备有载运行,当负载增大时,是指(C)
A、负载电阻增大;B、负载电阻减小;C、电源输出的电流增大。
3.当电流源开路时,该电流源内部(C)
A、有电流,有功率损耗;B、无电流,无功率损耗;C、有电流,无功率损耗。
4.某电阻元件的额定数据为“1KQ、”,正常使用时允许流过的最大电流为(A)
A、50mA
B、;C、250mA
3Cb)
显1.1刃迥丄一丄时也
4
四、计算题已知电路如题所示,试计算a、b两端的电阻。
解:
(1)在求解电阻网络的等效电阻时,应先将电路化简并转化为常规的直流电路。
该电路可等效化为:
tl
(b)先将电路图化简,并转化为常规直流电路。
就本题而言,仔细分析发现25Q和5Q电阻被短路,则原图可化为
$申叫_
3口斗£
a*1I1i*ti
AG
a*1卜•b
nji.iCb)的冯感受横*踣
根据基尔霍夫定律,求图所示电路中的电流I1和I2;
解:
本题所涉及的基本定律就是基尔霍夫电流定律。
基尔霍夫电流定律对电路中的任意结点适用,对电路中的任何封闭面也适用。
本题就是KCL对封闭面的应用。
对于节点a有:
li+2-7=0
对圭寸闭面有:
Ii+l2+2=0
解得:
li=7-2=5(A)
12=-5-2=-7(A)
RSIU2习翹仁:
?
杓盟
(3)如果每晚用
有一盏“220V60W的电灯接到。
(1)试求电灯的电阻;
(2)当接到220V电压下工作时的电流;
三小时,问一个月(按30天计算)用多少电
解:
由题意:
1根据R=J/P得:
电灯电阻R=U/P=220760=807(Q)
2根据I=U/R或P=UI得:
I=P/U=60/220=(A)
3由W=PT得
W=6CK60X60X3X30
=X102(J)
在实际生活中,电量常以“度”为单位,即“千瓦时”。
对60W勺电灯,每天使用3小时,一个月(30天)的用电量为
W=60/1000X3X30=(KWH)
根据基尔霍夫定律求图图所示电路中的电压U、U2和L3o
El.J耳题h4豹囲
解:
根据基尔霍夫电压定律,沿任意回路绕行一周,回路中各元件上电压的代数和等于零。
则对abcka回路:
2-U2-2=0
L2=0
对cdpkc回路:
-4-U计U2=0
U1=-4(V)
对eghce回路:
-U3-10+5+U2=0
U3=-5(V)
已知电路如图所示,其中E1=15V,E2=65V,R=5Q,R=R=10Q。
试用支路电流法求R1、R和R三个电阻上的电压。
圈l.q习题1.5图
KCL和KVL列方程如下
解:
在电路图上标出各支路电流的参考方向,如图所示,选取绕行方向。
应用
丨1
I2
I3
0
I1R1
I3R3
E1
代入已知数据得
I2R-2
I3R3
E2
丨1
I2
I3
0
5h
10I3
15
10I2
10I3
65
解方程可得
11=-7/4(A),丨2=33/8(A),Is=19/8(A)。
7
U=11R=-4
5
=-35/4(V)
33
U2=I2丽8
10
=165/4(V)
三个电阻上的电压电流方向选取一至,则三个电阻上的电压分别为:
19
10
U=l3Rf8=38/4(V)
试用支路电流法,求图所示电路中的电流丨1、丨2、I3、I4和丨5。
(只列方程不求解)
KCL和KVL列方
解:
在电路图上标出各支路电流的参考方向,如图所示,三回路均选取顺时针绕行方向。
应用程如下
l1l2I30
I2I4I50
5I1I3R1E1
12R215R3I3R0
I5R31514E2
如给定参数,代入已知,联立方程求解即可得到各支路电流。
图I"习题图
试用支路电流法,求图电路中的电流丨3。
解:
此图中有3支路,2节点,但有一支路为已知,所以只需列两个方程即可。
外回路选取顺时针绕行方向。
应用
KCL和KVL列方程如下
I1丨2I30
611121324
I2=5(A)所以:
|1=-2(A),13=3(A)应用等效电源的变换,化简图所示的各电路。
解:
-
(F
33 J? a 丘 今/■ 6 0 今囲 O I 10 3此) 30IvO 3Att 试用电源等效变换的方法,求图所示电路中的电流解: 」2.8641 (A) 由分流公式可得: 1=53 试计算题图中的电流I。 ^1.8习题1冷的图 ^1.9习题! ・10的園 P 解: 由于题目中没有要求解题方法,所以此题可用电压源与电流源等效变换、支路电流法、叠加原理、戴 维南定理等方法进行求解,下面用戴维南定理求解。 (1)先计算开路电压,并将电流源化成电压源,如下图。 询12VH) 1Q I1262I363(A) UO=-2+12-6X2/3=6(V) (2)再求等效电阻Rb 将恒压源和恒流源除去,得电路如图。 36Rab114 36(Q) 101Q (3)由戴维南定理可知,有源二端网络等效为一个电压源,如图。 I旦 42(A) 已知电路如图所示。 试应用叠加原理计算支路电流I和电流源的电压U。 解: (1)先计算18V电压源单独作用时的电流和电压,电路如图所示。 18216 (A) U166(V) (2)再计算6A电流源单独作用时的电流和电压,电路如图所示。 1 I 6 2 2 1 (A) U 63 6 2 2 16 3 6 (V) 伸2严 i3VO (3)两电源同时作用的电流和电压为电源分别作用时的叠加。 III624(A) UUU61622(V) 电路图所示,试应用叠加原理,求电路中的电流丨1、丨2及36Q电阻消耗的电功率P。 解: (1)先计算90V电压源单独作用时的电流和电压,电路如图所示。 90 11- 6901236151236 (A) 361236124.51.5 (A) GOV (2)再计算60V电压源单独作用时的电流和电压,电路如图所示。 60,636'636123.5366363.5636 (3)两电源同时作用的电流和电压为电源分别作用时的叠加。 11< 11 11 (4)36Q电阻消耗的电功率为 3.5 (A) 3 (A) 0.5 (A) 3.531.50.5 (A) 1(A) 2(A) 2 236144(W) 电路如图所示,试应用戴维南定理,求图中的电流 解: (1)先计算开路电压,并将12A、6Q电流源化成电压源,如下图。 由于此电路仍为复杂电路,因此求开路电压仍可用所有分析计算方法计算,现用支路电流法进行求解,设 各支路电流及参考方向如图所示。 由KCL和KVL得: I1I2I30 3I16I212120 解得: 11=8/9(A),I2=4/9(A),13=-4/3 612 (A) 413 12 UOC4 213 43)20 3(V) (2)再求等效电阻Rb 将恒压源和恒流源除去,得电路如图。 (3 I2) (Q) (3)由戴维南定理可知,有源二端网络等效为一个电压源,如图。 20I4L413 电路如图所示,试应用戴维南定理,求图中的电流 解: (1)先计算开路电压,并将3A、6Q电流源化成电压源,如下图。 2072.86 (A) h 由于此电路仍为复杂电路,因此求开路电压仍可用所有分析计算方法计算,现用支路电流法进行求解,设 各支路电流及参考方向如图所示。 由KCL和KVL得: 丨1I 6I14I2412 解得: |1=4/3(A),I2=-1/2(A),I3=5/6(A) 2I3 181213Uoc41241 (2)102 (V) (2)再求等效电阻Rb将恒压源除去,得电路如图。 Rb=4//6//12=2(Q) (3)由戴维南定理可知,有源二端网络等效为一个电压源,如图。 I——0.4 23(A) 电路如图所示,试应用戴维南定理,求图中的电压U。 解: (1)先计算开路电压,如下图。 KD腕①1X + 2V I4 C>v UOc=-1X16+仁-15(V) (2)再求等效电阻Rb 将恒压源和恒流源除去,得电路如图。 Rb=1(Q) (3)由戴维南定理可知,有源二端网络等效为一个电压源,如图。 I』 14153 (A) U=4I=4X(3)=-12(V) 电路如图所示,如果l3=1A,试应用戴维南定理,求图中的电阻I R30 |=^ ia ―l=F Cjiv3 50 2V c5^ ®Ok IQOVT 罔1.2习題1J号皓鬧 pg T+12V 2A ■■■―O B n13A 関h11习飘i.“的用 解: (1)先计算开路电压,如下图。 團! ・丨2K諏1・1丁的因 ■+.snvi OeavC) i.g 12Q e: SaYi 80V I1 9060612Uoc90 6I1 905 3(A) 580 3(V) (2)再求等效电阻甩B将恒压源除去,得电路如图。 6121 (3)由戴维南定理可知,有源二端网络等效为一个电压源,如图。 旦1 12 当I3=1A时,则R34 所以R3=80-4=76(Q) 电路如图所示,已知15欧电阻的电压降为30V,极性如图所示。 试计算电路中R的大小和B点的电位。 解: 设R电阻上的电压和电流如图所示。 由KCL可知 I2=2+5=7(A),1=12-2-3=2(A),(A) 由KVL得,(绕行方向选顺时针方向) "100+30+512=0 U=100-30-35=35(V) U35 R17.5 I2(Q) 2A 试计算图中的A点的电位: (1)开关S打开; (2)开关S闭合。 解: (1) 当开关S打开时,将电位标注的电路复原为一般电路,如图( a)所示。 A -O 由KVL得 (2)当开关 由KVL得 X I=(mA)U=-20|+12=(V)S闭合时,将电位标注的电路复原为一般电路,如图( (3++20) 1=12+12 b)所示。 +20)X|=12 I=(mA) UA=-20|+12=(V)第二章正弦交流电路习题参考答案 一、填空题: 1.表征正弦交流电振荡幅度的量是它的_最大值_;表征正弦交流电随时间变化快慢程度的量是_角频率3 表征正弦交流电起始位置时的量称为它的初相。 三者称为正弦量的三要素。 2.电阻元件上任一瞬间的电压电流关系可表示为 di ulL dt_;电容元件上任一瞬间的电压电流关系可以表示为 _u=iR「电感元件上任一瞬间的电压电流关系可以表示为 ic due dt 由上述三个关系式可得, _电阻一元件为即 时元件;—电感_和_电容一元件为动态元件。 3.在RLC串联电路中,已知电流为5A,电阻为30Q,感抗为40Q,容抗为80Q,那么电路的阻抗为_50Q_ 该电路为_容_性电路。 电路中吸收的有功功率为_450W,吸收的无功功率又为_600var_ 判断题: 1.正弦量的三要素是指最大值、角频率和相位。 (错) 2.电感元件的正弦交流电路中,消耗的有功功率等于零。 (对) 3.因为正弦量可以用相量来表示,所以说相量就是正弦量。 (错) 4.电压三角形是相量图,阻抗三角形也是相量图。 (错) 5.正弦交流电路的视在功率等于有功功率和无功功率之和。 (错) 6.一个实际的电感线圈,在任何情况下呈现的电特性都是感性。 (错) 7.串接在正弦交流电路中的功率表,测量的是交流电路的有功功率。 (错) 8.正弦交流电路的频率越高,阻抗越大;频率越低,阻抗越小。 (错) 三、选择题: 1.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(B) A、u380sin314tV;B、u537sin(314t45)v;eu380sin(314t90)vo 2.一个电热器,接在10V的直流电源上,产生的功率为P。 把它改接在正弦交流电源上,使其产生的功率为 F/2,则正弦交流电源电压的最大值为(D) A、;B、5V;C、14V;D、10V。 3.提高供电电路的功率因数,下列说法正确的是(D) A、减少了用电设备中无用的无功功率;B、减少了用电设备的有功功率,提高了电源设备的容量;C、可以节 省电能;D、可提高电源设备的利用率并减小输电线路中的功率损耗。 4.已知ii10sin(314t90)A,i? 10sin(628t30)A,则(C) A、i1超前i260°;B、ii滞后i260°;C、相位差无法判断。 5.电容元件的正弦交流电路中,电压有效值不变,频率增大时,电路中电流将(A) A、增大;B、减小;C、不变。 6.在RL串联电路中,Uf16V,UL=12V,则总电压为(B) A、28V;B、20V;C、2V。 7.RLC串联电路在fo时发生谐振,当频率增加到2fo时,电路性质呈(B) A、电阻性;B、电感性;C、电容性。 8.正弦交流电路的视在功率是表征该电路的(A) A、电压有效值与电流有效值乘积;B、平均功率;C、瞬时功率最大值。 四、计算题把下列正弦量的时间函数用相量表示: (1)u=102sin314t伏 (2)i=-5sin(314t—60o)安 解: (1)U=10/0o(V) (2)lm=—5/—60o=5/180o—60o=5/120o(A) t=时,ULb 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;当的值为多少 ■ 解: •/Uabm.2uab 11Uab-abm-311220 •••有效值22(V) 瞬时值表达式为Uab311sin314t60(V) Uab311sin1000.0025 3311sin(刁 80.5 当t=时, 用下列各式表示RC串联电路中的电压、电流,哪些是对的,哪些是错的 U (V) (1) i=Z U (2)I=RXc (3) (4) U I=Z (5) U=UR+UC (6)U=UR+UC (7) 解: 在 R、 C串联电路中,总阻抗 jXc U C .1j-c (8) R2XCUZ uC Ur 而 U 所以 (1)、 (2)、(3)、(5)、(7)、(8)均是错的, UrUcu2UR IR Xc (4)、(6)是对的。 图中, 解: U=40V,U2=30V,i=10sin314tA,贝UU为多少并写出其瞬时值表达式。 由电路图可知,电压U1与电流i同方向,而电压U2超前电流 i90o,所以 ..u"U;302402 50(V) U23arctanarctan36.9U14•••电压u超前电流i的电度角...u50.2sin(31.4t36.9) 图所示电路中,已知u=100sin(314t+30o)伏,i=(314t+o)安,并说明Z、Z2的性质,绘出相量图。 解: 由题知,Im22.36/19.7(A)12m10/83.13(A) (V) i2=10sin(314t+o)安,试求: Um100迪(V) i1、乙、Z2 所以11m1m12m 即i120sin314t 20/687 6.87(A) 乙匕 I1m 100/302/8.6750/38.67 (Q) 100/3010/83.1310/53.13 (Q) •••乙为感性负载,Z2为容性负载。 图所示电路中,X=Xl=R,并已知电流表A1的读数为3A,试问A和A的读数为多少 解: 由图可以看出,电容与电感并联连接,由于电容电流落后两端电压900,而电感电流超前两端电压 为%=Xl,所以通过电容的电流与通过电感的电流大小相等,方向相反,故而电流表A的读数为0A。 900,因 3A= 團戈.1习题2一4的闺 02-2Was的囱 廛h.s习题工£茁團 试求电压UIk、UL、Ub和电路总阻抗lZl 有一R 解: L、C串联的交流电路,已知 110(V) R=X=X=10Q,I=1A, •-ZRI10 UL Uc jXLl10110(V)jXcI10110(V) jXljXcR10(q)由上分析可知,电压u的有效值为3R故电感两端电压亦为3R。 因为X=R,所以电流表A的读数为 zi Zab2jXl2// j Xc22j j4 2 2j 2j2 (2 亠口 T~口 u -0.25F“ -远二 一 ■ O ma.5二IS32Q的團 j4(2j2)j2)(2j2) 冏工』 电路如图所示,解: 由题意可知: 已知F=20Q, IR=10/0oA,Xl=10Q,U1的有效值为200V,求%。 U2 RI2 200/0(V) Ic U2 jXc 200/90 Xc Ul jXL Il 200/90j10(10d) Xc U1 Ul U2 200/90 Xc(A) 10/0_ (A) 2000/180 Xc 100/90 (V) 2000/180100/90200/0200 Xc 2000 Xc j100 10110(V) 电路如图所示,已知3=2rad/s,求电路的总阻抗乙b。 解: =2rad/s 又因U=200 200(200 故有 2000200173.2Xc 则得: Xc=(Q),或Xc=(Q) 图所示电路中,Us=10sin314tV,R=2Q, 2000)2Xc) R2=1Q, 1002 Xc 2002000 Xc 2000200173.2 L=637mHC=637卩F,求电流 、20021002 i1,i2和电压Uc。 解: w=314rad/s Xl L 314 6372 Xc 1 1 wC 314 637 乙 (R2 jXL)(jXc R2 jx LjXc Z R1乙 2 j5.13 I Usm 10/0 11m Z 2 j5.13 (Q) 10 ) 乙 UCm I1m 65 (Q) 1000j5 1j195 (Q) j5.13 (Q) 1.816/68.71.816/68.7 (A) (j5.13)9.32/21.3(V) Ucm "jXC 则i1=(314t+° i2=(314t+° Uc=°)(V) I2m 9.32/21.3 )(A) )(A) j51.86/68.7 (A) 图所示电路中,已知电源电压 解: 当w=2000rad/时s U=12V,w=2000rad/s,求电流I、I1。 Xl 20000.510 (Q) Xc Uc I1 wC2000250R2(jXc) R2 R1 Uc R2 102 (Q) jXC2 jXL 12j4j26 (A) 628.498.49(V)4.29 (A) 图所示电路中,已知R=40Q,功率、无功功率和功率因数。 解: 设U220/0(V) (Q) 2(Q) H12.3耳题212的倒 id Xl=30Q,R? =60Q,Xc=60Q,接至220V的电源上.试求各支路电流及总的有功 11 则 U R1jXL 220/040j304.4/36.9 (A) 220/02.59/45 同理 R2 jXc 60 j60 (A) ..1 丨1 I 24.4/36.92.59/45 5.41/8.61 ...PUI cos 220 5.41 cos8.611.18(KW) QUI sin 220 5.4
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