电工学试题库及答案.docx

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电工学试题库及答案

第1章直流电路习题参考答案

一、填空题：

1.任何一个完整的电路都必须有个基本部分组成。

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、和三种工作状态。

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（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B、2.5mA；C、250mA。

四、计算题

1.1已知电路如题1.1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：

（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25Ω和5Ω电阻被短路,则原图可化为

:

1.2根据基尔霍夫定律，求图1.2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:

I1+2-7=0

对封闭面有:

I1+I2+2=0

解得:

I1=7-2=5（A）,I2=-5-2=-7（A）

1.3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；（3）如果每晚用三小时，问一个月（按30天计算）用多少电？

解:

由题意:

2①根据R=U/P得：

22电灯电阻R=U/P=220/60=807（Ω）

②根据I=U/R或P=UI得:

I=P/U=60/220=0.273（A）

③由W=PT得

W=60×60×60×3×30

2=1.944×10（J）

在实际生活中，电量常以“度”为单位，即“千瓦时”。

对60W的电灯，每天使用3小时，一个月（30天）的用电量为:

W=60/1000×3×30=5.4（KWH）

1.4根据基尔霍夫定律求图1.3图所示电路中的电压U1、U2和U3。

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

U2=0

对cdpkc回路：

-4-U1+U2=0

U1=-4（V）

对eghce回路：

-U3-10+5+U2=0

U3=-5（V）

1.5已知电路如图1.4所示，其中E1=15V，E2=65V，R1=5Ω，R2=R3=10Ω。

试用支路电流法求R1、R2和R3三个电阻上的电压。

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KCL和KVL列方程如下

I1I2I30

I1R1I3R3E1

I2R2I3R3E2

代入已知数据得

I1I2I30

5I110I315

10I210I365

解方程可得

I1=-7/4（A），I2＝33/8（A），I3＝19/8（A）。

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：

754U1=I1R1=-=-35/4（V）

33108U2=I2R2==165/4（V）

1910U3=I3R3=8=38/4（V）

1.6试用支路电流法，求图1.5所示电路中的电流I1、I2、I3、I4和I5。

（只列方程不求解）

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KCL和KVL列方程如下

I1I2I30

I2I4I50

5I1I3R1E1

I2R2I5R3I3R10

I5R315I4E2如给定参数，代入已知，联立方程求解即可得到各支路电流。

1.7试用支路电流法，求图1.6电路中的电流I3。

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

I1I2I30

6I112I324I2=5（A）所以：

I1=-2（A），I3=3（A）

1.8应用等效电源的变换，化简图1.7所示的各电路。

解：

1.9试用电源等效变换的方法，求图1.8所示电路中的电流I。

解：

利用电源等效变换解题过程如下：

13由分流公式可得：

I=542.86（A）

1.10试计算题1.9图中的电流I。

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。

I1262363（A）

UOC=-2+12-6×2/3=6（V）

（2）再求等效电阻Rab

将恒压源和恒流源除去，得电路如图。

Rab3611436（Ω）

（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。

I6142（A）

1.11已知电路如图1.10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。

18621（A）

U166（V）I

（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。

16221（A）

36U6221636（V）I

（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）

1.12电路图1.11所示，试应用叠加原理，求电路中的电流I1、I2及36Ω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。

I19090612361561236（A）

366I24.51236（A）

126I31.51236（A）

（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。

603.563612636（A）

36I13.53636（A）

63.5I30.5636（A）I2

（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。

I1633（A）I1I1

I3.531（A）I2I2

I1.50.52（A）I3I3

（4）36Ω电阻消耗的电功率为

2PI3R32236144（W）

1.13电路如图1.8所示，试应用戴维南定理，求图中的电流I

解：

（1）先计算开路电压，并将12A、6Ω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：

解得：

I1=8/9（A），I2＝4/9（A），I3＝-4/3（A）I1I2I303I16I2121206I24I31248

420UOC42I342（）33（V）

（2）再求等效电阻Rab

将恒压源和恒流源除去，得电路如图。

Rab（3642）2363（Ω）

∥

（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。

20

20I32.864713（A）

1.14电路如图1.12所示，试应用戴维南定理，求图中的电流I。

解：

（1）先计算开路电压，并将3A、6Ω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：

解得：

I1=4/3（A），I2＝-1/2（A），I3＝5/6（A）I1I2I306I14I2188104I212I38

1UOC4I24（）22（V）

（2）再求等效电阻Rab

将恒压源除去，得电路如图。

Rab=4∥6∥12=2（Ω）

（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。

I20.423（A）

1.15电路如图1.11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。

UOC=-1×16+1=-15（V）

（2）再求等效电阻Rab

将恒压源和恒流源除去，得电路如图。

Rab=1（Ω）

（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。

I15153145（A）

U=4I=4×（3）=-12（V）

1.16电路如图1.11所示，如果I3=1A，试应用戴维南定理，求图中的电阻R3。

解：

（1）先计算开路电压，如下图。

I1I2

UOC90

6056123（A）5906I1906803（V）

（2）再求等效电阻RAB

将恒压源除去，得电路如图。

Rab61246121（Ω）

（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。

801

当I3=1A时，则R34

所以R3=80-4=76（Ω）

1.17电路如图1.14所示，已知15欧电阻的电压降为30V，极性如图1.14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），I=I2-2-3=2（A），（A）

由KVL得，（绕行方向选顺时针方向）

U-100+30+5I2=0

U=100-30-35=35（V）

RU3517.5I2（Ω）

1.18试计算图1.15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。

由KVL得

（3+3.9+20）×I=12+12

I=0.892（mA）

UA=-20I+12=-5.84（V）

（2）当开关S闭合时，将电位标注的电路复原为一般电路，如图（b）所示。

由KVL得

（3.9+20）×I=12

I=0.502（mA）

UA=-20I+12=1.96（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；表征正弦交流电随时间变化快慢程度的量是角频率ω；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.

由上述三个关系式可得，电阻元件为即时元件；电

感和电容元件为动态元件。

3.在RLC串联电路中，已知电流为5A，电阻为30Ω，感抗为40Ω，容抗为80Ω，那么电路的阻抗为50Ω，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。

二、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；C、u380sin（314t90）V。

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P/2，则正弦交流电源电压的最大值为（D）

A、7.07V；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i110sin（314t90）A，i210sin（628t30）A，则（C）

A、i1超前i260°；B、i1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，UR=16V，UL=12V，则总电压为（B）

A、28V；B、20V；C、2V。

7.RLC串联电路在f0时发生谐振，当频率增加到2f0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

2.1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

=10/0º（V）

（2）Im=－5/－60º=5/180º－60º=5/120º（A）解：

（1）U

2.2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？

解：

∵Uabm

∴有效值2UabUab11311220Uabm22（V）

t60（V）瞬时值表达式为uab311sin314

0.0025311sin（）80.5Uab311sin100312当t=0.0025S时，（V）

2.3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？

uUUU

（1）i=Z

（2）I=RXC（3）I=RjC（4）I=Z

UUU=U=－jC（8）I=jCC（7）IR+（5）U=UR+UC（6）U

解：

在R、C串联电路中，总阻抗ZRjXCRj1

c

所以

（1）、

（2）、（3）、（5）、（7）、（8）均是错的，（4）、（6）是对的。

2.4图2.1中，U1=40V，U2=30V，i=10sin314tA，则U为多少？

并写出其瞬时值表达式。

º解：

由电路图可知，电压u1与电流i同方向，而电压u2超前电流i90，所以

2U12U230240250（V）UI2IRZR2XCZUR而UjIXC222UUURCUURUC

arctan

∵电压u超前电流i的电度角U23arctan36.9U14∴u2sin（31.4t36.9）（V）

2.5图2.2所示电路中，已知u＝100sin（314t+30º）伏，i＝22.36sin（314t+19.7º）安，i2＝10sin（314t+83.13º）安，试求：

i1、Z1、Z2并说明Z1、Z2的性质，绘出相量图。

解：

由题知，Im22.（A）I2m（A）Um（V）

所以I1mImI2m20/6.87（A）

t6.87（A）即i120sin314

U100/30mZ1I1m2∵（Ω）

UmZ2I2m（Ω）

∴Z1为感性负载，Z2为容性负载。

2.6图2.3所示电路中，XC=XL=R，并已知电流表A1的读数为3A，试问A2和A3的读数为多少？

0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90，而电感电

0流超前两端电压90，因为XC=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A2的读数为0A。

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XL=R，所以电流表A3的读数为3A。

2.7有一R、L、C串联的交流电路，已知R=XL=XC=10Ω，I=1A，试求电压U、UR、UL、UC和电路总阻抗

UL

UCZ。

解：

URRI10110（V）jXLI10110（V）jXCI10110（V）

∵ZRjXLjXCR10（Ω）∴（V）

2.8电路如图2.4所示，已知ω=2rad/s，求电路的总阻抗Zab。

解：

∵ω=2rad/s

∴XLL2（Ω）

∴UZI10110XC12ωC（Ω）

Zab2jXL2//jXC22jj4j4（2j2）22j3j2j2（2j2）（2j2）（Ω

）

2.9电路如图2.5所示，已知R=20Ω，IR=10/0ºA，XL=10Ω，U1的有效值为200V，

求XC。

解：

由题意可知：

U2ICjXCXC（A）U2RI2（V）

IIILCRXC∴（A）jXIj10（200/9010/0）2000/180100/90ULLLXCXC（V）UU2002000j100U1L2XCXC（V）又因U1=200

则得：

XC=5.36（Ω），或XC=74.6（Ω）

2.10图2.6所示电路中，uS=10sin314tV，R1=2Ω，R2=1Ω，L=637mH，C=637μF，求电流i1，i2和电压uc。

解：

ω=314rad/s200022000）100220020021002XCXC故有20002000200173.2XC200173.2XC200（200

XLL314637200（Ω）

115XCωC314637106（Ω）

Z1（R2jXL）（jXC）1000j5j5.13R2jXLjXC1j195（Ω）

ZR1Z12j5.13（Ω）

UI1mSm1.Z2j5.13（A）

IZ1.（j5.13）9.UCm1m1（V）

U9.32/21.3I2mCm1.jXCj5（A）

则i1=1.816sin（314t+68.7°）（A）

i2=1.86sin（314t+68.7°）（A）

uc=9.32sin（314t-21.3°）（V）

2.11图2.7所示电路中，已知电源电压U=12V，ω=2000rad/s，求电流I、I1。

解：

当ω=2000rad/时s

XLL20000.51031（Ω）

XC

112ωC2000250106（Ω）Z1R2（jXC）j41jR2jXC2j2（Ω）

ZR1jXLZ11j1j2（Ω）

IU12

6Z2（A）

UC8.494.29R22（A）

UCIZ168.49（V）I1

2.12图2.8所示电路中，已知R1＝40Ω，XL=30Ω，R2＝60Ω，Xc＝60Ω，接至220V的电源上．试求各支路电流及总的有功功率、无功功率和功率因数。

解：

设U（V）.

U4.4/36.9j40j30R1XL则（A）UI22.j60j60R2XC同理（A）

II4.42.5.II1∵12（A）

∴PUIcos2205.41cos8.611.18（KW）

QUIsin2205.41sin8.61178.2（Var）

coscos[0（8.61）]0.99

2.13图2.9所示电路中，求：

（1）AB间的等效阻抗ZAB；

（2）电压相量UAF和UDF；（3）整个电路的有功功率和无功功率。

6（6j8j8）3j466j8j8解：

UI2ZAB3j4（A）

IjX2/53.1j48/36.9UZABj4AFL1（V）

IZ236UFBFB（V）

U6FBIFD1/53.16j8j86（A）

I（Rj8）1/53.1（6j8）10/180UDFFD2（V）

∴PUIcos102cos53.112（W）

QUIsin102sin53.116（Var）

2.14今有一个40W的日光灯，使用时灯管与镇流器（可近似把镇流器看作纯电感）串联在电压为220V，频率为50Hz的电源上。

已知灯管工作时属于纯电阻负载，灯管两端的电压等于110V，试求镇流器上的感抗和电感。

这时电路的功率因数等于多少？

解：

∵P=40WUR=110（V）ω=314rad/sIRIL

∴P400.36UR110（A）

222∵UURUL2221102190.5U220LUR∴（V）UL190.5529XL0.36IL∴（Ω）

529LXL1.69314（H）110cosUR0.5U220由于灯管与镇流器是串联的，所以

第3章三相交流电路习题参考答案

三、填空题：

1.对称三相负载作Y接，接在380V的三相四线制电源上。

此时负载端的相电

相电流等于倍的线电流；中线电流等于。

2.有一对称三相负载成星形联接，每相阻抗均为22Ω，功率因数为0.8，又测出负载中的电流为10A，那么三相电路的有功功率为5280W；无功功率为视在功率为假如负载为感性设备，则等效电阻是；等效电感量为（工频下

四、判断题：

1.中线的作用就是使不对称Y接负载的端电压保持对称。

（对）

2.三相电路的有功功率，在任何情况下都可以用二瓦计法进行测量。

（错）

3.三相负载作三角形联接时，总有Il3IP成立。

（错）

4.负载作星形联接时，必有线电流等于相电流。

（对）

5.三相不对称负载越接近对称，中线上通过的电流就越小