《电工电子技术》课本习题答案

思考与习题1-11-35图中，已知电流I=-5A，R=10Ω。试求电压U，并标出电压的实际方向。图1-35题1-1图解：a)U=-RI=50Vb)U=RI=-50V。1-2在1-36图所示电路中，3个元件代表电源或负载。电压和电流的参考方向如图所示，通过实验测量得知：I1=-4A，I2=4A，I3=4A，U1=140V，U2=-90V，U3=50V。试求(1)各电流的实际方向和各电压的实际极性。(2)计算各元件的功率，判断哪些元件是电源？哪些元件是负载？(3)效验整个电路的功率是否平衡。图1-36题1-2图解：(2)P1=U1I1=-560W，为电源；P2=-U2I2=360W，为负载；P3=U3I3=200Ｗ，为负载。(3)Ｐ发出＝Ｐ吸收，功率平衡。1-3图1-37中，方框代表电源或负载。已知U=220V，I=-1A，试问哪些方框是电源，哪些是负载？图1-37题1-3图U2P1I1U1P3I3U3I2P2a)b)URIURIa)b)c)d)IUIUIUIU解：a）P=UI=-220W，为电源；b）P=-UI=220W，为负载；c）P=-UI=220W，为负载；d）P=UI=-220W，为电源。1-4图1-38所示电路中，已知A、B段产生功率1500W，其余三段消耗功率分别为1000W、350W、150W，若已知电流I=20A，方向如图所示。(1)标出各段电路两端电压的极性。(2)求出电压UAB、UCD、UEF、UGH的值。(3)从(2)的计算结果中，你能看出整个电路中电压有什么规律性吗？解：(2)UAB=-75V,UCD=50V,UEF=17.5V,UGH=7.5V(3)UAB+UCD+UEF+UGH=0.1-5有一220V、60W的电灯，接在220V的电源上，试求通过电灯的电流和电灯在220V电压下工作时的电阻。如果每晚用3h，问一个月消耗电能多少？解：I=P/U=0.27A，R=U2/P=807Ω，W=Pt=60×10-3kW×30×3h=5.4度.1-6把额定电压110V、额定功率分别为100W和60W的两只灯泡，串联在端电压为220V的电源上使用，这种接法会有什么后果？它们实际消耗的功率各是多少？如果是两个110V、60W的灯泡，是否可以这样使用？为什么？解：把额定电压110V、额定功率分别为100W和60W的两只灯泡，串联在端电压为220V的电源上使用，将会使60W的灯泡烧毁。60W的灯泡实际消耗的功率是93.8W，100W的灯泡实际消耗的功率是56W。如果是两个110V、60W的灯泡，都在额定值下工作，可以这样使用。1-7有一直流电源，其额定功率为150W，额定电压50V，内阻1Ω，负载电阻可以调节。试求：(1)额定状态下的电流及额定负载。(2)开路状态下的电源端电压。(3)电源短路状态下的短路电流。解：(1)IN=150/50=3A，RN=50/3-1=15.67Ω(2)UOC=50V(3)IS=50A图1-38题1-4图1000WBAHGEFCID150W1500W350W1-8图1-39所示电路可以用来测试电源的电动势和内阻。已知R1=2Ω，R2=4.5Ω。当只有开关S1闭合时，安培表读数为2A；当只有S2闭合时，安培表读数为1A。试求电源的E和RS。图1-39题1-8图解：由E/(RS+R1)=2，E/(RS+R2)=1得E=5V，RS=0.5Ω。1-9图1-40所示电路中，已知E=100V，R1=2kΩ，R2=8kΩ。试在(1)R3=8kΩ；(2)R3=∞（即R3处断开）；(3)R3=0（即R3处短接）三种情况下，分别求电压U2和电流I2、I3。图1-40题1-9图解：（1）I1=E/(R1+R2//R3)=16.7mA，U2=I1(R2//R3)=66.7V，I2=I3=I1/2=8.35mA；（2）I1=E/(R1+R2)=10mA，U2=I1R2=80V，I2=I1=10mA，I3=0A；（3）I2=0A，U2=0V，I3=I1=E/R1=50mA。1-10试等效简化图1-41所示网络。图1-41题1-10图解：将3A电流源变为电压源与3V电压源串联得到12V电压串6Ω电阻，再将其变为2A电流源并6Ω电阻与2A电流源并联，得到4A电流源并6Ω电阻①，将6V电压串3Ω电阻变为2A电流源并3Ω电阻②RSES1R1AS2R2R1EI1R3U2R2I2I33A2A6V5Ω3Ω3V1ΩAB并联①②得IS=6A，R=2Ω，电路如图所示：ISR1-11求1-42图中的电流I。图1-42题1-11图解：将6V电压源变为电流源与6A电流源并联，得到9A电流源并1Ω电阻，再将其变为9V电压串1Ω电阻，与2A电流源变为的4V电压串2Ω电阻串联，即I=（9-4）/(1+2+7)=0.5A1-12图1-43所示电路中，试求：(1)开关S断开时A点的电位。(2)开关S闭合时A点的电位。(3)开关S闭合时A、B两点电压UAB。图1-43题1-12图解：(1)I=（7+8）/(3+1+1)=3mA，UA=8-IR3=5V(2)开关S闭合时B点的电位为6V，I=（8-6）/(1+1)=1mA，UA=8-IR3=7V(3)UAB=7-6=1V1-13指出图1-44所示电路中A、B、C点的电位7V3kΩSR1R3R21kΩ1kΩA6V8VBI6A2A7Ω2Ω2Ω6V2ΩI7Ω2Ω9V1ΩI4V图1-44题1-13图解：(a)UC=0V，UA=6V，UB=3V(b)UB=0V，UA=4V，UC=-2V(c)UC=0V，UA=12V，UB=8V(d)UA=6V，UB=-2V，UC=-6V1-14图1-45所示电路中，已知US=16V，IS=2A，R1=12Ω，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。图1-45题1-14图解：开关断开R2=1Ω电阻上流过的电流即电流源电流2A，开关两端电压U为电压源电压与R2两端电压之和U=16-2×1=14V，开关闭合，R2=1Ω电阻上流过的电流I2=US/R2=16A，I=I2-IS=14A1-15在1-46图中，已知I1=0.1A，I2=3A，I5=9.6A，试求电流I3、I4和I6。图1-46题1-15图解：I3=I1+I2=3.1A，I4=I5-I3=6.5A，I6=I4+I2=9.5A1-16求1-47图中的电流I。a)b)c)d)2kΩA6V2kΩBC4kΩA6V2kΩBC4kΩA6V2kΩBC4kΩA12V2kΩBC-6VSR1R2USISIUI1I2I3I5I4I6图1-47习题1-16图解：I=0A1-17在图1-48中，已知U1=3V，R1=10Ω，R2=5Ω，R3=4Ω，其他各电流如图所示。试求电路中电流IX和电压U。图1-48题1-17图解：I1+2+4=0，I1=-6A，I2=I1+4=-2A，IX+I2=5A，IX=7A，U=-U1+I1R1+I2R2=-73V1-18求1-49图中各电流源上的电压。图1-49题1-18图解：各支路电流参考方向如图所示：I1=-2A，I2=3A,I3=7A,I4=-2A，I5=-5AU1=10I1+5I2=-5V，U2=10I1+2I5-5I3=-65V，U3=5I3-4I4=43V，U4=-5I2+2I5-4I4=-17V5Ω1Ω1Ω5Ω2Ω6V12VIU1R1R2I1I24A5A2AR34AIXU4A4Ω1A3A2Ω5Ω5Ω10ΩU1U2U32AU44A4Ω1A3A2Ω5Ω5Ω10ΩU1U2U3I1I2I5I3I42AU4思考与习题2-1求图2-19所示电路A、B两端的等效电阻。a)b)AB6Ω7Ω6Ω10ΩAB2Ω2Ω6Ω3Ω4Ω4Ω1Ωc)d)ABAB2Ω2Ω6Ω4ΩR4R2R1R3R5c)d)AB2Ω2Ω2Ω2ΩAB2Ω2Ω6Ω4Ω2Ωe）f）20Ω8Ω8Ω4Ω12Ω5ΩAB24Ω24Ω12Ω12ΩAB图2-19题2-1图2-1解：a)RAB=[(6//6)+7]//10=5Ωb)RAB=[(4//4+1)//6+(2//2)]//3=1.5Ωc)RAB=[(R1//R2)+R3]//R4//R5=0.75Ωd)RAB=4//6=2.4Ωe)RAB=[(8//8)+4]//12+(20//5)=8.8Ωf)RAB=(24//24)+(12//12)=18Ω2-2试求图2-20所示电路5Ω电阻上的电压U。图2-20题2-2图解：电路如图2-20所示：3A3Ω5Ω2Ω2ΩI1并联分流：I1=3484=1A，U=5I1=5V2-3在图2-21中，R1=R2=R3=R4=30Ω，R5=60Ω，试求开关S断开和闭合时A和B之间的等效电阻。SABR1R2R3R4R5图2-21题2-3图解：S断开，RAB=(R1+R2)//（R3+R4）//R5=20ΩS闭合，RAB=（R1//R3+R2//R4）//R5=20Ω2-4电路如图2-22所示，已知外加电压U为200V，电路总消耗功率为400W，求R及各支路电流。图2-22题2-4图解：电路如图2-22所示：I=UP2A，I1=I)50//5050(2550//5050=1.5A，I2=I-I1=0.5A，I3=I4=I2/2=0.25AR=(U-25I1)/I=81.25Ω2-5图2-23为万用表的直流毫安挡电路。表头内阻Rg=280Ω，满标值电流Ig=0.6mA。要使其量程扩大为1mA、10mA、100mA，试求分流电阻R1、R2及R3。图2-23题2-5图U50Ω25ΩR50Ω50ΩII2I1I3I4R1R2R3RgIg100mA10mA1mA解：(R1+R2+R3)0.4=280×0.6(R1+R2)(10-0.6)=(280+R3)×0.6(280+R2+R3)0.6=(100-0.6)R1联立解得R1=4.2Ω，R2=37.8Ω，R3=378Ω2-6用支路电流法求图2-24所示电路中各支路电流。图2-24题2-6图解:电路如图2-24所示：a）I1=3AI3=I1+I2=3+I2（1）10I3+100+40I2=0(2)解得I2=-2.6A，I3=0.4Ab)电路如上图所示：I1+I2=3+5=8（1）I2+2=I3+5（2）4I2+2I3-I1=0（3）解得I1=6A，I2=2A，I3=-1A2-7列写出图2-25中各电路用支路电流法求解时所需要的独立方程。图2-25题2-7图解:电路如图2-25所示：a）I3+I4+I5=0I1=I4+I6I6=I2+I5a)b)5A40Ω100V2Ω15Ω3A2A10Ω1Ω4Ω3AI1I2I3I1I2I3US3R6I6R4I4R5I5R3I3R2I2US2US1R1I1R1US1R3R2R4R6R5IS=I5US2b)I1I2I3I4I6a)R1I1+R4I4-R3I3-US1+US3=0-US3+R3I3-R5I5+R2I2+US2=0R6I6+R5I5-R4I4=0b）I2=I6+I5I1=I2+I3I4=I3+I5R1I1+R2I2-US1=0R3I3+R4I4-US2-R6I6-R2I2=02-8用叠加原理求图2-26所示电路的电压U。图2-26题2-8图解：两个电源单独作用时的电路如图所示：60V单独作用时：I=60/(3//60+40)=1.4A，U/=(3//60)I=4V27V单独作用时：I=27/(40//60+3)=1A，U//=-3I=-3VU=U/+U//=1V2-9用叠加原理求图2-27所示电路的电流I3。已知US1=9V，US2=-9V，IS=9A，R1=R2=R3=1Ω。图2-27题2-9图60V3Ω40ΩU27V60Ω60ΩUS1R1ISI3R2R3US23Ω40ΩU//27V60ΩI60V3Ω40ΩU/、60ΩI、解：电源单独作用时的电路如图所示：I=US1/(R1+R2//R3)=6A，I3/=I/2=3AI//=US2/(R2+R1//R3)=-6A，I3//=I///2=-3AI3///=3AI3=I3/+I3//+I3///=3A2-10用叠加