电工学习题答案第1章习题.docx
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电工学习题答案第1章习题
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第1章直流电路
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。
、三点的电位。
a
6V
R
b
3V
Sc
4k?
?
4k?
?
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。
、、三点的电位。
a
2k?
?
b
c
2k?
?
S
＋12V
－6V
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第1章直流电路
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：
变化时，对其余电路（虚线方框内的电路）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？
变化时所造成的影响是什么？
电压和电流有无影响？
R变化时所造成的影响是什么？
任
RIS
任何电
+US_
R（a））
何电路
（b））
路
1.6.1图示电路中，已知US图示电路中，＝6V，IS＝2A，R1＝2?
，R2求开关S＝1?
。
求开关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（法）。
R2R1+US_S+UI_
IS
返回
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第1章直流电路
1.6.2在图示电路中已知US＝6V，IS＝2A，R1＝R2＝4?
。
求断开时开关两端的电压U和开关S断开时开关两端的电压和开关S闭合时通过开关的电流（开关闭合时通过开关的电流I（在图中注明所选的参考方向）。
图中注明所选的参考方向）。
1.6.3求图示电路中通过恒压及其功率，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。
是起电源作用还是起负载作用。
R2+US_S
R1IS
5?
I1+40V2?
_5?
+U1_
返回
I2+10V_
1.6.4求图示电路中恒流源两及其功率，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。
明是起电源作用还是起负载作用。
5A2?
+1AU2_
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第1章直流电路
1.6.5试分析图示两电路中：
（1）图（a）中的理想电压源在试分析图示两电路中：
图中的理想电压源在R为何值时既不取用也不输出电功率？
在R为何范围时输出为何值时既不取用也不输出电功率？
电功率？
为何范围时取用电功率？
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？
种状态？
（2）图（b）中的理想电流源在R为何值时既不取用也中的理想电流源在不输出电功率？
为何范围时输出电功率？
不输出电功率？
在R为何范围时输出电功率？
在R为何范围为何范围时取用电功率？
而理想电压源处于何种状态？
时取用电功率？
而理想电压源处于何种状态？
1A++R_
1V（a）R
_
1V1A（b）
1.6.6图示电路中，US＝4V，图示电路中，IS1＝1A，R1＝2?
，R2＝5?
R3＝2?
，R4＝4?
。
试由题1.5.1总结出的规律将电路简化后求出I4；总结出的规律，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。
输出和取用电功率的条件。
R1USIS1
+_
R3I4IS2R2R4
返回
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第1章直流电路
1.7.1用支路电流法求图中各支路电流，支路电流，并说明US1和US2是起电源作用还是起负载作用。
电源作用还是起负载作用。
图中US1＝12V，US2＝15V，R1＝3?
，R2＝1.5?
R3＝9?
。
I1R1+US1_
I2R2+US2_
I3R3
R1
R31?
2?
R41?
IS3A
1.7.2用支路电流法求图中各支路电流。
中各支路电流。
6V
+US_
2?
R2
1.8.1用叠加原理求图示电路中的电流I1和I2。
IS
5A10VI1R2R12?
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+US_
I23?
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第1章直流电路
IS
R1
1?
?
1.8.2用叠加原理求图示电路中的电流I。
R22?
US_R3+
3?
7A
R4
4?
35V
I
1.8.3图示电路中，当US＝16图示电路中，V时，Uab＝8V，试用叠加原理求，US＝0时的ab。
时的U
+
US_
R
R
aRb
IS1
IS2
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第1章直流电路
R1
I1R3I3+US2_
1.8.4图示电路中，R2＝R3。
图示电路中，当IS＝0时，I1＝2A,I2＝I3＝4A。
。
求IS＝10A时的I1、I2和I3。
I2R2+ISUS1_
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，的无源电路，现已知US＝6V时，通过的电流为5A。
若时通过R的电流为。
将US增加到12V，问通过R的电流是多少?
，
+US_线性无源电路
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R
第1章直流电路
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。
压源的电流。
US＝10V，，IS1＝3A，IS2＝5A，R1＝2，，?
，R2＝3?
，R3＝4?
。
IS1R1
R3R2
IS2
+
_USR3
1?
2?
R1
1.9.2用戴维宁定理求图示电路中理想电流源两端的电压。
端的电压。
2?
6V
+US1R2_
R4
1?
IS
3A
返回
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第1章直流电路
1.9.3用戴维宁定理求图示电路中的电流I2。
IS
5A10V
+US_
2?
I2R2
3?
R1
1.9.4用诺顿定理求图示电路中的电流I3。
I3R1+US1_I/AR2+US2_R3
1.10.1某非线性电阻的伏安特性如图示，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。
态电阻和动态电阻。
54321012345
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U/V
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第1章直流电路
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。
、三点的电位。
[解]S闭合时，闭合时，
a
6V
R
b
3V
Sc
Va=6V,Vb=?
3V,Vc=0V.
S断开时
Va=Vb=6V,Vc=（6+3）V=9V.
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第1章直流电路
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。
、、三点的电位。
a
2k?
?
4k?
?
b
4k?
?
c
2k?
?
S
＋12V
－6V
解[解]S断开时，：
S闭合时闭合时断开时，
2×103Vb?
=0VVa=?
12?
×334+2）×10（24+×41+?
0Va=（×312）V33?
2×10（2+×）1×10+440Vb=?
12?
×33（24×41+4+2）×10+?
?
0Vc?
?
=×（?
6）?
34×103?
?
2×10+2×103?
Vc=?
?
6+×（2+4+4+2）×103?
?
（12+6）?
V=9V?
=8V?
（12+6）?
V=3V?
V=?
4V?
（12+6）?
V=?
3V?
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第1章直流电路
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：
变化时，对其余电路（虚线方框内的电路）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？
电压和电流有无影响？
变化时所造成的影响是什么？
任
RISS
任任何何电电路路
+US_
R（a））
何电路
（b））（b））
对电路（），），因为凡与理想电流源串联的元件对电路（），），因为凡与理想电压源并联的元件其两端电压均等解：
[解]（a），因为凡与理想电压源并联的元件其两端电压均等对电路对电路（b），因为凡与理想电流源串联的元件于理想电压源的电压，故改变R不会影响虚线部分电路的电压不会影响虚线部分电路的电压，于理想电压源的电压，故改变不会影响虚线部分电路的电压，而虚其电流均等于理想电流源的电流，其电流均等于理想电流源的电流，故改变R不会影响虚线线部分电路结构一定，故亦不会影响其电流。
的变化仅影响其本身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部分电路的电流，而虚线部分电路结构一定，部分电路的电流，而虚线部分电路结构一定，故亦不会影的电流及理想电压源的电流。
的电流及理想电压源的电流。
响其电压。
响其电压。
R的变化仅影响其本身的电压及理想电流源的电压。
电压。
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第1章直流电路
1.6.1图示电路中，已知US图示电路中，＝6V，IS＝2A，R1＝2?
，R2，＝1?
。
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（法）。
[解]S断开时，I2=IS=2A断开时，
R2I2R1+US_S+UI_
IS
设通过R2的电流为I2。
组成的回路，利用KVL求得选取由US、R2和S组成的回路，利用U=US－R2I2＝4VS闭合时，R2右端电位与US下端电位相同，闭合时，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，选取右上结点，利用KCL求得I=I2－IS＝4A
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第1章直流电路
1.6.2图示电路中，已知US＝6图示电路中，V，IS＝2A，R1＝R2＝4?
。
求开关，S断开时开关两端的电压和开关闭断开时开关两端的电压U和开关断开时开关两端的电压和开关S闭合时通过开关的电流I（在图中注明（所选的参考方向）。
所选的参考方向）。
R2+US_SI+U_
R1IS
[解]设所求电压和电流的参考方向如图。
解设所求电压和电流的参考方向如图。
S断开时，U＝14V断开时，＝S闭合时，I＝3.5A闭合时，
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第1章直流电路
5?
1.6.3求图示电路中通过恒压及其功率，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。
是起电源作用还是起负载作用。
[解]
I1+I340V2?
_
I2+10V_
如图。
设2?
电阻上电流为I3，如图。
恒压源并联，该电阻与10V恒压源并联，故其上电压为V，所以恒压源并联故其上电压为10，I3=（10／2）A=5A。
／右回路：
右回路：
5I1＋2I3－40=0，则I1=6A，或外回路：
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，电源作用向符合电源关联参考方向，故起电源作用；向符合电源关联参考方向，故起电源作用；右恒压源的功率P右恒压源的功率2＝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。
负载作用符合负载关联参考方向，故起负载作用。
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第1章直流电路
1.6.4求图示电路中恒流源两及其功率，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。
明是起电源作用还是起负载作用。
[解]解
5?
+U1_5A+U_3+I1A2?
U2_
设2?
电阻上电流为I，5?
电阻两端电压为3如图。
电阻两端电压为U如图。
，
I=（5?
1）A=4AU1=（2×4）V=8V,U3=（5×1）V=5VU2=U1?
U3=（8?
5）V=3V
作用；左恒流源的功率P1＝40W，起电源作用；，电源作用作用。
右恒流源的功率P2＝3W，起负载作用。
，负载作用
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第1章直流电路
1.6.5试分析图示两电路中：
（1）图（a）中的理想电压源在试分析图示两电路中：
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为何范围时输出为何值时既不取用也不输出电功率？
电功率？
为何范围时取用电功率？
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？
中的理想电流源在R为何值时既不取用也不种状态？
（2）图（b）中的理想电流源在为何值时既不取用也不中的理想电流源在输出电功率？
为何范围时输出电功率？
输出电功率？
在R为何范围时输出电功率？
在R为何范围时为何范围时输出电功率取用电功率？
而理想电压源处于何种状态？
取用电功率？
而理想电压源处于何种状态？
+_
1VR（a）1A
+_
1V
R1A（b）
（a）当＝理想电压源既不取用也不输出电功率;[解]（a）当R＝1?
时理想电压源既不取用也不输出电功率;R<1理想电压源输出电功率;理想电压源取用电功率。
?
时，理想电压源输出电功率;R>1?
时,理想电压源取用电功率。
而理想电流源始终起电源作用。
理想电流源始终起电源作用。
理想电流源既不取用也不输出电功率;（b）当R＝1?
时理想电流源既不取用也不输出电功率;R>1?
时,）＝理想电流源输出电功率;理想电流源取用电功率。
理想电流源输出电功率;R<1?
时,理想电流源取用电功率。
而理想电压源始终起电源作用。
压源始终起电源作用。
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第1章直流电路
1.6.6图示电路已知US＝4V，R1IS1＝1A，R1＝2?
，R2＝5?
R3＝2?
，R4＝4?
。
试根据题1.5.1IS1总结出的规律将电路简化后求出I4；总结出的规律，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。
输出和取用电功率的条件。
[解]
+IS1US_R2I4R4IS1
USR2
+US_
R3I4IS2R2R4
I4R2R4
IS+
USR2
I4R2R4
I4＝1A起电源作用，输出电功率。
当IS2>2A时，IS2起电源作用，输出电功率。
起负载作用，取用电功率。
当IS2<2A时，IS2起负载作用，取用电功率。
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第1章直流电路
1.7.1用支路电流法求图中各I1支路电流，支路电流，并说明US1和US2是起R1电源作用还是起负载作用。
电源作用还是起负载作用。
图中+US1＝12V，US2＝15V，R1＝3?
，US1_R2＝1.5?
R3＝9?
。
[解]结点a:
结点回路:
回路:
各支路和结点标于图中。
各支路和结点标于图中。
I1+I2－I3＝0R2I2＋R3I3－US2＝0R1I1＋R3I3－US1＝0
a
I2R2+US2_I3R3
b
联立方程，解得：
联立方程，解得：
I1＝－AI2＝1.6AI3＝1.4A＝－0.2
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第1章直流电路
1.7.2用支路电流法求图中各支路电流。
中各支路电流。
6V
R1I1aR3I3b
2?
1?
2?
+US_
R2I2
R4I4
1?
IS
3A
[解]各支路和结点标于图中。
解各支路和结点标于图中。
结点a:
I1－I2－I3＝0结点结点b:
I3－I4－IS＝0结点R1I1＋R2I2－US＝0回路:
回路:
－R2I2＋R3I3＋R4I4＝0注意选取回路时避开理想电流源所在支路）（注意选取回路时避开理想电流源所在支路）联立方程，解得：
联立方程，解得：
I1＝2.5AI2＝0.5AI3＝2AI4＝－A＝－1
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第1章直流电路
1.8.1用叠加原理求图示电路中的电流I电路中的电流1和I2。
[解]解恒流源单独作用恒流源单独作用:
单独作用
ISI’1R1R2I’2
IS
5A10V
I1R1
+US_
2?
I2R2
3?
恒压源单独作用恒压源单独作用:
单独作用
+US_I’’1R1R2I’’2
I1'=
R2I=3AR1+R2SR1'I2=IS=2AR1+R2
''I1''=I2=
US=2AR1+R2
I1=?
I1'+I1''=?
1A
'''I2=I2+I2=4A
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第1章直流电路
IS
R1
1?
2?
1.8.2用叠加原理求图示电路中的电流I。
[解]解恒流源单独作用恒流源单独作用
ISR3R2R4R1R3I’
7A
R3
3?
R2
+R4
4?
US_
35V
恒压源单独作用恒压源单独作用
R1+R4US_
I
R2
I
I’’
=I'+I''
=8A
I'=
R3I=3AR3+R4S
I''=
US=5AR3+R4
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第1章直流电路
1.8.3在图示电路中，当US＝在图示电路中，16V时，Uab＝8V，试用叠加原理，求US＝0时的Uab。
[解]恒压源S＝16V单独作用时，单独作用时，解恒压源U
+US_R
+
US_
R
R
aRb
IS1
IS2
R
a+Uab_Rb
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：
独作用的结果：
S
U
'ab
RU=4R
=4V
'''Uab=Uab?
Uab=4V
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第1章直流电路
1.8.4图示电路中，R2＝R3。
图示电路中，当IS＝0时，I1＝2A,I2＝I3＝4A。
。
求IS＝10A时的I1、I2和I3。
[解]解
I’2R2IS
R1I2R2+ISUS1_
I1R3I3+US2_
单独作用时，恒流源IS＝10A单独作用时，
R1I’1R3I’3
I1'=0AII
'2
R3IS=?
5A=?
R2+R3R2IS=5A=R2+R3
'3
则三个电源共同作用时：
则三个电源共同作用时：
I1=（2+0）A=2AI2=（4?
5）A=?
1AI3=（4+5）A=9A
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第1章直流电路
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。
的无源电路，。
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，解的电流亦应加倍，即为10A。
。
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第1章直流电路
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。
源的电流。
图中US＝10V，，IS1＝3A，IS2＝5A，R1＝2，，?
，R2＝3?
，R3＝4?
。
[解]解
IS1R1R3R2IS2R1R3R2
IS1R1
R3R2
IS2
+
_US
_
UeS++
R0_I
_
UOC+
US
将待求支路提出，将待求支路提出，有源二端网络的除源等效电剩下一有源二端阻RO为5?
。
网络，网络，其开路电压UOC为21V。
。
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用等效电压源代替有源二端网络，网络，电流I为6.2A。
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第1章直流电路
R1
R3
1?
2?
R41?
1.9.2用戴维宁定理求图示电路中理想电流源两端的电压。
端的电压。
[解]解
R1+US_R3+UOC_R1
2?
6V
+US1R2_
IS3A
R3
+UeS__+IS
R2
R4
R2
R4
UI
R0
将待求支路提出，剩下一有源二端网络，源二端网络，其开路电压U
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