电工学少学时 唐介主编 课后习题答案Word格式.docx

1、幻灯片4 1.6.1 图示电路中，已知 US6 V，IS2 A ，R12 ，R21 。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）。R1R2UII2解 设通过 R2 的电流为 I2 。S 断开时，I2 = IS = 2 A选取由 US、R2 和 S 组成的回路，利用KVL 求得 U = US R2 I2 4 V 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 = USR2 = 6 A选取右上结点，利用 KCL 求得 I = I2 IS 4 A幻灯片5 1.6.2 图示电路中，已知 US6 V ，IS2

2、 A， R1R24 。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， U14 VS 闭合时， I 3.5 A幻灯片610 V 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。I15 W2 W40 VI3解 设 2 电阻上电流为 I3， 如图。 该电阻与 10 V恒压源并联，故其上电压为10 V，所以I3 = （102） A = 5 A 。 右回路： 5I12I340 = 0，则 I1= 6 A 或外回路：5I11040 = 0，有 I1= 6 A 再用

3、 KCL 求得 I2= I1I3= 1 A， 左恒压源的功率 P1240 W，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P210 W，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。幻灯片7 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。5 AU1U21 AU3解设 2 电阻上电流为 I，5 电阻两端电压为U3 如图。左恒流源的功率 P140 W，起电源作用；右恒流源的功率 P23 W，起负载作用。幻灯片8 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

4、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？而理想电压源处于何种状态？1 V 解 （a）当 R1 时理想电压源既不取用也不输出电功率;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。 （b）当 R1 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; R 2 A 时， IS2 起电源作用，输出电功率。当 IS2 2 A 时， IS2 起负载作用，取用电功率。幻灯片10 1.7.1 用支路电流法求图中各支路电流，并

5、说明 US1 和 US2 是起电源作用还是起负载作用。图中US112 V ，US215 V ，R13 ， R21.5 , R39 。US1US2解 各支路和结点标于图中。结点a: I1+ I2 I3 0回路 : R2 I2 R3 I3 US2 0回路 : R1 I1 R3 I3 US1 0联立方程，解得： I10.2 A I21.6 A I31.4 A幻灯片111 W3 A 1.7.2 用支路电流法求图中各支路电流。 I1 I2 I3 0结点b: I3 I4 IS 0 R1 I1 R2 I2 US 0 R2 I2 R3 I3 R4 I4 0（注意选取回路时避开理想电流源所在支路） I12.5

6、A I20.5 A I32 A I41 A 幻灯片123 W 1.8.1 用叠加原理求图示电路中的电流I1和 I2 。I2I1恒压源单独作用:I2I1恒流源单独作用:幻灯片1335 V7 A4 W 1.8.2 用叠加原理求图示电路中的电流 I 。恒流源单独作用I恒压源单独作用I幻灯片14 1.8.3 在图示电路中，当 US16 V 时 ，Uab8 V，试用叠加原理求 US0 时的 Uab 。解 恒压源US16 V 单独作用时，Uab 则 US0 时Uab 的值可记做 Uab 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：幻灯片15 1.8.4 图示电路中，R2 R3。当 IS0 时，I1

7、2 A, I2I34 A。求 IS10 A 时的 I1、I2 和 I3 。解 恒流源 IS10 A 单独作用时，I3则三个电源共同作用时：幻灯片16 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 US6 V 时，通过 R 的电流为 5 A。若将 US 增加到 12 V，问通过 R 的电流是多少 ?线性无源电路 解 US 的数值加倍则流通过 R 的电流亦应加倍，即为 10 A。幻灯片17 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 US10 V， IS13 A， IS25 A，R12 ，R23 ，R34 。 解UOC将待求支路提出，剩下一有源二端网

8、络，其开路电压 UOC 为 21 V。有源二端网络的除源等效电阻 RO为 5 W 。R0UeS用等效电压源代替有源二端网络，电流 I为 6.2 A 。幻灯片18 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。将待求支路提出，剩下一有源二端网络，其开路电压 UOC 为 1 V。有源二端网络的除源等效电阻 RO为 0.667 W 。用等效电压源代替有源二端网络， UI 为 1 V 。UI幻灯片19 1.9.3 用戴维宁定理求图示电路中的电流I2 。将待求支路提出，剩下一有源二端网络，其开路电压 UOC 为 20 V。有源二端网络的除源等效电阻 RO 为 2 W 。用等效电压源代替有源二

9、端网络， I2 为 4 A 。幻灯片20 1.9.4 用诺顿定理求图示电路中的电流 I3 。用等效电流源代替有源二端网络， I3 为1.4 A 。ISC有源二端网络的除源等效电阻 RO 为 1 W 。将待求支路提出，剩下一有源二端网络，其等效电流源 ISC 为 14 A。幻灯片21I/AU/V12345 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3 V,求通过该电阻的电流及静态电阻和动态电阻。返回主页幻灯片22 2.2.1 在图所示电路中，开关 S 闭合前电路已处于稳态，试确定 S 闭合后电压 uC 和电流 iC、i1、i2 的初始值和稳态值。 【解】 （1） 求初始值

10、 由于 S 闭合前，电路已稳定，C 相当于开路，i1 = IS = 1.5 A。因此，根据换路定律，由换路前（ S 断开时）的电路，首先求得 然后，根据，由换路后 （S 闭合时） 的电路求得返 回练习题题集下一页幻灯片23 （2） 求稳态值 由于电路稳定后，C 相当于开路。因此，首先求得 然后，进一步求得上一页幻灯片24 2.2.2 在图所示电路中，开关 S 闭合前电路已处于稳态，试确定 S 闭合后电压 uL 和电流 iL、i1、i2 的初始值和稳态值。 【解】 （1）求初始值 由于 S 闭合前，电路已稳定，L 相当于短路，R2 两端的电压等于 US， R2 中的电流即 iL。幻灯片25或者

11、由于电路稳定后，L 相当于短路，因此首先求得幻灯片26 2.2.3 在图所示电路中，开关 S 闭合前电路已处于稳态，C 中无储能，试确定 S 闭合后电压 uC、 uL和电流 i1 、 iC 、iL 的初始值和稳态值。【解】初始值：稳态值：幻灯片27 2.3.1 在图所示电路原已稳定，在 t = 0 时，将开关 S 闭合，试求 S 闭合后的 uC 和 iC。幻灯片28 【解】 本题目是练习利用电阻的串并联来简化电路，求出响应。根据换路定律和电路稳定时电容相当于开路，由换路前的电路求得换路后电容经 R3 及 R1 与 R2 的并联电阻放电，响应为零输入响应。电路可简化为图所示，其中等效电阻设电路的

12、时间常数所以幻灯片29 2.3.2 在图所示电路原已处于稳态，在 t = 0 时，将开关 S 闭合，试求响应 uC 和 iC，并说明是什么响应？幻灯片30 【解】 本题目是为了练习利用戴维宁定律将电路简化后求响应。 由于换路前电容无储能，故 uC（0） = 0 ，响应为零状态响应。 将换路后电路中的电容支路提出，使余下电路成为有源二端网路，利用戴维宁定理,将原电路变为图所示电路，由戴维宁定理求得电路的时间常数则幻灯片31 2.3.3 图所示电路原已稳定，求开关 S 闭合后的响应 uC 和 i1、 i2 ，并画出其变化曲线。幻灯片32 【解】 本题目与上题相同，只是响应为零状态响应。换路前电容未

13、储能， uC（0） = 0 。 将换路后电路中电容提出，用戴维宁定理将剩下的有源二端网路化简为等效电压源，则换路后电路可化简为如图所示 。其中所以幻灯片33 uC、i1、i2 的变化曲线见图幻灯片34 2.3.4 图所示电路中电容原先未充电。在 t = 0 时将开关 S1 闭合， t = 0.1s 时将开关 S2 闭合，试求 S2 闭合后的响应 uR1，并说明是什么响应。幻灯片35 【解】 此题目与上题相同，只是该电路两次换路，第二次换路 （S2 闭合） 时 uC 的初始值应等于第一次换路 （S1 闭合） 后 uC 在 t = 0.1s 时数值。 t 在 00.1 s 时，电路为图 （a） 所

14、示，且 uC（0） = 0。 t=0.1s时，S2合上，则幻灯片36t = 0.1 s 换路后电路可化简为图 （b） 所示此为全响应幻灯片37 2.4.1 图所示电路原已稳定。在 t = 0 时将开关 S 从 a 端换接到 b 端。试求换路后的响应 iL 和 uL。幻灯片38【解】 此题目与 2.3.1 相同，只是将 C 改为 L。根据换路定律和电路稳定时电感相当于短路，由换路前的电路得换路后电感经串联电阻放电，响应为零输入响应，设电路的时间常数所以幻灯片39 2.4.2 图所示电路原已处于稳态。试求 S 闭合后的 i2 、iL 和 uL，并画出其变化曲线。幻灯片40 【解】 此题目与 2.3

15、.2 相同，只是将 C 改为 L。 换路前电感无储能，iL（0） = 0，响应为零状态响应。 将换路后电路中的电感支路提出，使余下电路成为有源二端网路，用戴维宁定理将原电路变为图所示电路，其中：幻灯片41 iL、u、i2 的波形见图 幻灯片42 2.4.3 图所示电路原已处于稳态。在 t = 0 时将开关 S 从 a 端改合到 b 端。试求换路后的 iL 和 uL，并说明是什么响应。幻灯片43【解】 此题目与上题相同，只是响应改为全响应。首先根据换路定律，由换路前的电路求得然后将换路后的电路用戴维宁定理简化成图 （b） 所示电路，其中所以电路的时间常数则此响应应属全响应。幻灯片44 2.5.1

16、 图所示电路原已处于稳态。试用三要素法求开关 S 闭合后的 uL 和 uR。【解】由换路后的电路知幻灯片45 2.5.2 图所示电路原已处于稳态。试用三要素法求 S 闭合后的 uC。幻灯片46 2.5.3 图所示电路原已处于稳态，在 t = 0 时，将开关 S 断开，试用三要素法求换路后的 uC 和 iC。 【解】幻灯片47 2.5.4 图所示电路原已处于稳态。试用三要素法求开关 S 断开后的 iL 和 uL。返回练习题题集幻灯片48 3.1.1 已知某负载的电流和电压的有效值和初相位分别 是2A 、- ; 36V、 , 频率均为 50 Hz。（1）写出它们的 瞬时值表达式；（2）画出它们的波

17、形图；（3） 指出它们的幅 值、角频率以及二者之间的相位差。【解】 本题目的是为了熟悉正弦交流电的三要素。图3.5（1）（2）波形图如图3.5 所示。返 回幻灯片49（3） 幅值 角频率 相位差电流 314 rad/s 电压 314 rad/s （u 超前于i）j = u i =幻灯片50 3.2.1 已知某正弦电流当其相位角为 时，其值为 5 A，则该电流的有效值是多少？若此电流的周期为 10 ms，且在t0 时正处于正值过渡到负值时的零值，写出电流的瞬时值表达式 i 和相量 。【解】 本题目的仍是为了熟悉正弦交流电的三要素。设 i = Imsin（t +） A5 A = Imsin A =

18、 0.5 Im AIm = A = 10 A50.5故I = = A = 7.707 A Im210幻灯片51幻灯片52 3.2.2 已知 A = 8 + j6 ， 。求（1）AB ;（2） AB；（3） ；（4） ；（5）j AB ；（6） 。【解】 本题目的是为了熟悉复数运算。幻灯片53幻灯片54 3.3.1 在图3.6（教材图3.01）所示 电路中，已知 求电源的频率和电压分别为50 Hz、100 V 和1 000 Hz，100 V两种情况下，开关 S 合向 a、b、c 位置时电流表的读数，并 计算各元件中的有功功率和无功功率。图3.6【解】 本题目的是为了熟悉 R、C、L在交流电路中的

19、作用，即熟悉单一参数交流电路。 当f50 Hz、U100 V时 S 合向 a ：幻灯片55S 合向 b：S 合向 c ：当f1 000Hz、U100 V时S 合向 a：幻灯片56S 合向 c：幻灯片57 3.4.1 在图3.7（教材图3.02）所示电路中，三个照明相同， ,试问接于交流电源上时，照明灯的亮度有什么不 同？若该接到电压相同的直流电源上，稳定后，与接交流电 源时相比，各照明灯的亮度有什么变化？ 【解】本题的目的有二：一是熟悉R、C、L三者在交直流电路中的作用有何不同；二是熟悉它们在交直流电路中的分析方法有何不同。图3.7 照明灯的亮度取决于它们消耗的电功率的大小。由于照明灯是电阻性元件且三个照明灯相同，即它们的电阻 相同，功率 ，因而可以比较三者电路的大小即可判断出它们的亮度。幻灯片58接交流电源时显然， ，故照明灯 B 和 C 亮度相同且比 A 亮。接直流电源时幻灯片59（C 开路）（L 短路） 显然，与接交流电源时相比，IA不变，A 亮度不变，IB 为零，