电工学课后答案第1章习题.docx
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电工学课后答案第1章习题
练习题
1.3.1求图示电路中开关
S闭合和断开两种情况下a、
b、c三点的电位。
6V
a
R
S
b
3V
c
1.3.2求图示电路中开
关S闭合和断开两种情况
下a、b、c三点的电位。
2kΩ
a
4kΩ
b
4kΩ
S
c
2kΩ
+12V
-6V
1.5.1试根据理想电压源和理想电流源的特点分析图示的
两电路:
当R变化时,对其余电路(虚线方框内的电路)的
电压和电流有无影响?
R变化时所造成的影响是什么?
任
R
任
+
US_
R
(a)
何
电
路
IS
(b)
何
电
路
1.6.1图示电路中,已知US
=6V,IS=2A,R1=2Ω,R2
=1Ω。
求开关S断开时开关两端
的电压U和开关S闭合时通过开
R1
R2
+
US
_
IS
S+
U
_
关的电流I(不必用支路电流
法)。
1.6.2在图示电路中已知US=
6V,IS=2A,R1=R2=4Ω。
求
开关S断开时开关两端的电压U和
开关S闭合时通过开关的电流I(在
R2
+
US
_
S
R1
IS
图中注明所选的参考方向)。
5Ω
1.6.3求图示电路中通过恒压
源的电流I1、I2及其功率,并说明
I1
+
I2
+
是起电源作用还是起负载作用。
40V2Ω
_
_
10V
1.6.4求图示电路中恒流源两
端的电压U1、U2及其功率,并说
+
5A
5Ω
+1A
明是起电源作用还是起负载作用。
U1
_
2Ω
U2
_
1.6.5试分析图示两电路中:
(1)图(a)中的理想电压源在
R为何值时既不取用也不输出电功率?
在R为何范围时输出
电功率?
在R为何范围时取用电功率?
而理想电流源处于何
种状态?
(2)图(b)中的理想电流源在R为何值时既不取用也
不输出电功率?
在R为何范围时输出电功率?
在R为何范围时
取用电功率?
而理想电压源处于何种状态?
+
1A
+
R
_
1V
R
_
1V
1A
(a)
(b)
1.6.6图示电路中,US=4V,
IS1=1A,R1=2Ω,R2=5Ω,R3
=2Ω,R4=4Ω。
试由题1.5.1总
结出的规律将电路简化后求出I4;
根据题1.6.5总结出的规律,分析
IS2输出和取用电功率的条件。
R1
IS1
US
+
_
R2
R3
IS2
I4
R4
1.7.1用支路电流法求图中各
支路电流,并说明US1和US2是起
电源作用还是起负载作用。
图中
US1=12V,US2=15V,R1=3
Ω,R2=1.5Ω,R3=9Ω。
I1
R1
+
_
R1
I2
R2
+
_
R3
I3
R3
1.7.2用支路电流法求图
中各支路电流。
6V
+
_
2Ω
R2
1Ω
2ΩR4
1Ω
IS3A
1.8.1用叠加原理求图示
电路中的电流I1和I2。
IS
5A10V
I1
R1
+
_
2Ω
R2
I2
3Ω
IS
R1
1.8.2用叠加原理求图示电路
中的电流I。
7A
R3
1Ω
R22Ω
+
3Ω
R4
4Ω
35V
I
1.8.3图示电路中,当US=16
V时,Uab=8V,试用叠加原理求
US=0时的Uab。
+
US_
R
a
R
IS1
IS2
b
R
R1
I1
1.8.4图示电路中,R2=R3。
当IS=0时,I1=2A,I2=I3=4A。
求IS=10A时的I1、I2和I3。
I2R2
+
US1
_
IS
R3I3
+
US2
_
1.8.5图示的虚线方框内是一个由线性电阻组成的任意
的无源电路,现已知US=6V时,通过R的电流为5A。
若
将US增加到12V,问通过R的电流是多少?
US
+
_
线性
无源
电路
R
1.9.1用戴维宁定理
求图示电路中通过理想电
压源的电流。
US=10V,
IS1=3A,IS2=5A,R1=2
Ω,R2=3Ω,R3=4Ω。
IS1
R1
+
R3
US
R2
_
IS2
R1
R3
1.9.2用戴维宁定理求
2Ω
1Ω
图示电路中理想电流源两
端的电压。
6V
+
_
2Ω
R4
1Ω
IS
3A
1.9.3用戴维宁定理求
图示电路中的电流I2。
IS
5A10V
R1
+
_
2Ω
R2
I2
3Ω
1.9.4用诺顿定理求图
I3
示电路中的电流I3。
R1
+
_
R2
+
_
R3
I/A
1.10.1某非线性电阻
的伏安特性如图示,已知
该电阻两端的电压为3V,
5
4
3
求通过该电阻的电流及静
态电阻和动态电阻。
2
1
U/V
0
1
2345
练习题解答
1.3.1求图示电路中开关
S闭合和断开两种情况下a、
b、c三点的电位。
6V
a
R
S
b
3V
c
[解]
S闭合时,
Va=6V,Vb=−3V,Vc=0V.
S断开时
Va=Vb=6V,Vc=(6+3)V=9V.
1.3.2求图示电路中开
关S闭合和断开两种情况
下a、b、c三点的电位。
2kΩ
a
4kΩ
b
4kΩ
S
c
2kΩ
+12V
解:
S闭合断开时,
2⋅103
+
⎡2⋅10(++⋅)1⋅10
⎡(24+⋅41+4+2)⋅103
Vc⎢⎥
1
⎣
-6V
⎤
(12+6)⎥V=9V
⎦
=8V
⎤
(12+6)⎥V=3V
V=−4V⎦
⎤
(12+6)⎥V=−3V
⎦
1.5.1试根据理想电压源和理想电流源的特点分析图示的
两电路:
当R变化时,对其余电路(虚线方框内的电路)的
电压和电流有无影响?
R变化时所造成的影响是什么?
任
R
任
+
US_
R
(a)
何
电
路
ISS
(()
何
电
路
解:
对解]路(对电路(与理想电压源与理想元件其源串联的元件
于理想电均等于理想电流源的电流,故改变电路的会影响虚线
线部分电路结构一定,故亦不会影响其电流。
R的变化仅影响其本身
的电流及理想电压源的电流。
电压。
1.6.1图示电路中,已知US
=6V,IS=2A,R1=2Ω,R2
=1Ω。
求开关S断开时开关两
端的电压U和开关S闭合时通过
开关的电流I(不必用支路电流
R1
R2I2
+
US
_IS
S+
U
_
法)。
[解]
设通过R2的电流为I2。
S断开时,I2=IS=2A
选取由US、R2和S组成的回路,利用KVL求得
U=US-R2I2=4V
S闭合时,R2右端电位与US下端电位相同,
R2两端电压等于US,故I2=US/R2=6A
选取右上结点,利用KCL求得I=I2-IS=4A
1.6.2图示电路中,已知US=6
V,IS=2A,R1=R2=4Ω。
求开关
S断开时开关两端的电压U和开关S闭
合时通过开关的电流I(在图中注明
R2
+
US
_
S
I
+
U
_
R1
IS
所选的参考方向)。
[解]
设所求电压和电流的参考方向如图。
S断开时,U=14V
S闭合时,I=3.5A
5Ω
1.6.3求图示电路中通过恒压
源的电流I1、I2及其功率,并说明
是起电源作用还是起负载作用。
I1
+
_
I
I2
+
10V
_
[解]
设2Ω电阻上电流为I3,如图。
该电阻与10V恒压源并联,故其上电压为10V,所以
I3=(10/2)A=5A。
右回路:
5I1+2I3-40=0,则I1=6A
或外回路:
5I1+10-40=0,有I1=6A
再用KCL求得I2=I1-I3=1A,
左恒压源的功率P1=240W,由于其电压和电流的实际方
向符合电源关联参考方向,故起电源作用;
右恒压源的功率P2=10W,由于其电压和电流的实际方向
符合负载关联参考方向,故起负载作用。
1.6.4求图示电路中恒流源两
端的电压U1、U2及其功率,并说
明是起电源作用还是起负载作用。
+
U1
_
5A
I
2Ω
5Ω
3+
U2
_
1A
[解]
设2Ω电阻上电流为I,5Ω电阻两端电压为U3如图。
I=(5−1)A=4A
U1=(2⋅4)V=8V,U3=(5⋅1)V=5V
U2=U1−U3=(8−5)V=3V
左恒流源的功率P1=40W,起电源作用;
右恒流源的功率P2=3W,起负载作用。
1.6.5试分析图示两电路中:
(1)图(a)中的理想电压源在
R为何值时既不取用也不输出电功率?
在R为何范围时输出
电功率?
在R为何范围时取用电功率?
而理想电流源处于何
种状态?
(2)图(b)中的理想电流源在R为何值时既不取用也不
输出电功率?
在R为何范围时输出电功率?
在R为何范围时取
用电功率?
而理想电压源处于何种状态?
+
1A
+
R
_
1V
R
_
1V
1A
(a)
(b)
[解](a)当R=1Ω时理想电压源既不取用也不输出电功率;R<1
Ω时,理想电压源输出电功率;R>1Ω时,理想电压源取用电功率。
而
理想电流源始终起电源作用。
(b)当R=1Ω时理想电流源既不取用也不输出电功率;R>1Ω时,理
想电流源输出电功率;R<1Ω时,理想电流源取用电功率。
而理想电压
源始终起电源作用。
1.6.6图示电路已知US=4V,R1
IS1=1A,R1=2Ω,R2=5Ω,R3
IS1
US
+
_
R3
IS2
I4
R4
I4;根据题1.6.5总结出的规律,分
析
IS2输出和取用电功率的条件。
R2
IS1
US
+
_
R2
I4
R4
IS1
US
R2
R2
I4
R4
IS+
US
R2
R2
I4
R4
I4=1A
当IS2>2A时,IS2起电源作用,输出电功率。
当IS2<2A时,IS2起负载作用,取用电功率。
1.7.1用支路电流法求图中各
支路电流,并说明US1和US2是起
电源作用还是起负载作用。
图中
US1=12V,US2=15V,R1=3
Ω,R2=1.5Ω,R3=9Ω。
I1
R1
+
_
a
b
I2
+
_
R2�
I3
R3
[解]
结点a:
回路�:
回路�:
各支路和结点标于图中。
I1+I2-I3=0
R2I2+R3I3-US2=0
R1I1+R3I3-US1=0
联立方程,解得:
I1=-0.2AI2=1.6AI3=1.4A
1.7.2用支路电流法求图
R1I1aR3I3b
2Ω1Ω
中各支路电流。
6V
+
_
I2
2Ω�R4
I4
1Ω
IS
3A
[解]
结点a:
结点b:
回路�:
各支路和结点标于图中。
I1-I2-I3=0
I3-I4-IS=0
R1I1+R2I2-US=0
回路�:
-R2I2+R3I3+R4I4=0
(注意选取回路时避开理想电流源所在支路)
联立方程,解得:
I1=2.5AI2=0.5AI3=2AI4=-1A
1.8.1用叠加原理求图示
电路中的电流I1和I2。
[解]
IS
5A10V
I1
R1
+
_
2Ω
R2
I2
3Ω
恒流源单独作用:
恒压源单独作用:
IS
I’1
R2
I’2
I’’1
+
_
R2
I’’2
R1
I=3A
R1+R2S
'R1
I2=IS=2A
R1+R2
R1
=I=2A
R1+R2
I1=−I1+I''=−1A
I2=I2+I''=4A
IS
R1
1.8.2用叠加原理求图示电路
中的电流I。
[解]
恒流源单独作用恒压源单独作用
7A
R3
3Ω
R2
1Ω
2Ω
+
35V
R4
4Ω
I
IS
R1
R1
R3
R2
R4
I’
R3
R2
R4
+
US_
I’’
I=I'+I''
=8A
I'=
I=3A
R3+R4S
I''=
US
R3+R4
=5A
1.8.3在图示电路中,当US=
16V时,Uab=8V,试用叠加原理
求US=0时的Uab。
+
US_
R
a
R
IS1
[解]
恒压源US=16V单独作用时,
+
US_
R
IS2
b
R
R
a
+
Uab
_
R
则US=0时Uab的值可
记做U’’ab应为三个电源共
同作用的结果减去恒压源单
独作用的结果:
b
U
'
ab
=
R
4R
U
S
=4V
''
1.8.4图示电路中,R2=R3。
当IS=0时,I1=2A,I2=I3=4A。
求IS=10A时的I1、I2和I3。
[解]恒流源IS=10A单独作用
I2R2
+
US1
_
R1
IS
I1
R3I3
+
US2
_
时,
R1
I’1
I1'=0A
I’2R2
IS
R3I’3
I2'=−
R3
R2+R3
IS=−5A
则三个电源共同作用时:
I
'
3
=
R2
R2+R3
IS=5A
I1=(2+0)A=2A
I2=(4−5)A=−1A
I3=(4+5)A=9A
1.8.5图示的虚线方框内是一个由线性电阻组成的任意
的无源电路,现已知US=6V时,通过R的电流为5A。
若将US增加到12V,问通过R的电流是多少?
US
+
_
线性
无源
电路
R
[解]
US的数值加倍则流通过R的电流亦应加倍,
即为10A。
1.9.1用戴维宁定理求
图示电路中通过理想电压
源的电流。
图中US=10
V,IS1=3A,IS2=5A,
R1=2Ω,R2=3Ω,R3=4
Ω。
IS1
R1
+
R3
R2
_
US
IS2
IS1
R1
[解]
R3
R2
IS2
R1
R3
R2
_
UeS+
R0
_
UOC+
+
US
_I
将待求支路提出,有源二端网络
用等效电压源
剩下一有源二端
网络,其开路电
压UOC为21V。
的除源等效电
阻RO为5Ω。
代替有源二端
网络,电流I
为66..2A。
R1
R3
1.9.2用戴维宁定理求
2Ω
1Ω
图示电路中理想电流源两
端的电压。
6V
+
_
2ΩR4
1Ω
IS3A
[解]
R1
R3
R1
R3
+
+
_
R2
R4
+
_
R2
R4
UeS
_
R0
_
+
IS
UI
将待求支路提
出,剩下一有
源二端网络,
其开路电压
UOC为1V。
有源二端网络
的除源等效电
阻RO为00..667
Ω。
用等效电压源
代替有源二端
网络,UI为
1V。
1.9.3用戴维宁定理求
图示电路中的电流I2。
[解]
IS
5A10V
R1
+
_
2Ω
R2
I2
3Ω
IS
R1
+
_
+
_
R1
+
UeS
_
R0
I2
R2
将待求支路提
出,剩下一有
源二端网络,
其开路电压
UOC为20V。
有源二端网络
的除源等效电
阻RO为2Ω。
用等效电压源
代替有源二端
网络,I2为
4A。
1.9.4用诺顿定理求图
I3
示电路中的电流I3。
[解]
R1
+
_
R2
+
_
ISC
R3
I3
R1
+
R2
+
ISC
R1
R2
R0
R3
_
_
将待求支路提
出,剩下一有
源二端网络,
其等效电流源
ISC为14A。
有源二端网络
的除源等效电
阻RO为1Ω。
用等效电流源
代替有源二端
网络,I3为
1.4A。
1.10.1某非线性电阻
的伏安特性如图示,已知该
电阻两端的电压为3V,求通
过该电阻的电流及静态电
阻和动态电阻。
5
4
3
2
I/A
[解]
U
R==1.5Ω
I
1
0
1
2345
U/V
∆U
r==1Ω
∆I
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