电路习题集及答案

1第一章电路的基本概念和基本定律1.1指出图（a）、（b）两电路各有几个节点？几条支路？几个回路？几个网孔？(a)(b)习题1.1电路解：（a）节点数：2；支路数：4；回路数：4；网孔数：3。（b）节点数：3；支路数：5；回路数：6；网孔数：3。1.2标出图示电路中，电流、电动势和电压的实际方向，并判断A、B、C三点电位的高低。解：电流、电动势和电压的实际方向如图所示：A、B、C三点电位的比较：CBAVVV1.3如图所示电路，根据以下各种情况，判断A、C两点电位的高低。解：（1）CAVV（2）CAVV（3）无法判断1.4有人说，“电路中，没有电压的地方就没有电流，没有电流的地方也就没有电压”。这句话对吗？为什么？解：不对。因为电压为零时电路相当于短路状态，可以有短路电流；电流为零时电路相当于开路状态，可以有开路电压，1.5求图示电路中，A点的电位。2（a）（b）习题1.5电路解：（a）等效电路如下图所示：（b）等效电路如下图所示：1.6如图所示电路，求开关闭合前、后，ABU和CDU的大小。1.7求图示电路中，开关闭合前、后A点的电位。3解：开关闭合时，等效电路如图所示：开关打开时，等效电路如图所示：1.8如图所示电路，求开关闭合前及闭合后的ABU、电流1I、2I和3I的大小。1.9如图所示电路，电流和电压参考方向如图所示。求下列各种情况下的功率，并说明功率的流向。（1）V100A,2ui，（2）V120A,5ui，（3）V80A,3ui，（4）V60A,10ui解：（1）A：)(200提供功率Wuip；B：)(200吸收功率Wuip（2）A：)(600吸收功率Wuip；B：)(600提供功率Wuip（3）A：)(240吸收功率Wuip；B：)(240提供功率Wuip4（4）A：)(600提供功率Wuip；B：)(600吸收功率Wuip1.10一盏220V/40W的日光灯，每天点亮5小时，问每月（按30天计算）消耗多少度电？若每度电费为0.45元，问每月需付电费多少元？解：（度）630510403W；每月需要的费用：（元）7.245.061.11求如图所示电路中,A、B、C、D元件的功率。问哪个元件为电源？哪个元件为负载？哪个元件在吸收功率？哪个元件在产生功率？电路是否满足功率平衡条件？（已知V40V,10V,30DCBAUUUU，A2A,3A,5321III。）习题1.11电路解：WIUPAA1501（产生功率）（电源）WIUPBB501（产生功率）（电源）WIUPCC1202（吸收功率）（负载）WIUPDD802（吸收功率）（负载）0DCBAPPPPP总所以此电路功率平衡。1.12已知一电烙铁铭牌上标出“25W，220V”。问电烙铁的额定工作电流为多少？其电阻为多少？解：AUPI44522025；19362522022PUR1.13把一个36V、15W的灯泡接到220V的线路上工作行吗？把220V、25W的灯泡接到110V的线路上工作行吗？为什么？解：两种情况均不可以。若接到220V的线路上，由于电压超过额定值灯泡会烧坏；若接到110V的线路上，由于电压低于额定值灯泡不能正常工作。1.14如图所示电路，已知V80SU，KΩ61R，KΩ42R，当（1）S断开时，（2）S闭合且03R时，电路参数2U和2I。51.15求图示电路中的电压0U。1.16求图示电路中的电流I和电压U。1.17在图示电路中，已知mAIAICB1,40，求EI。第二章电阻电路2.1试求图示各电路的等效电阻abR（电路中的电阻单位均为欧姆）。6(a)(b)(c)习题2.1电路解：（a）14108)53(8)53(abR（b）等效电路如图：（c）等效电路如图：2.2计算图中电流I和电压源产生的功率。习题2.2电路解：设电流1I，则可得各支路电流如图：72.3有一只微安表头，它的最大量程为100微安，内阻为1千欧，如果要改装为最大量程是10毫安，问分流电阻为多少？解：分流电阻1.10101010100101101003636R2.4已知图示电路中的mA31I，求电压源的电压SU和提供的功率。习题2.4电路解：等效电路如图：2.5在图示电路中，N为一直流电源。当开关S断开时，电压表读数为V10；当开关S闭合时，电流表读数为A1。试求该直流电源N的电压源模型与电流源模型。8解：等效电路如图：2.6在图示电路中，V241SU，V62SU，Ω121R，Ω62R，Ω23R。试用电源模型的等效变换求3R中的电流，并验证功率平衡。2.7图示电路中V201SU，V302SU，A8SI，Ω51R，Ω102R，Ω103R。利用电源模型的等效变换求电压abU。解：等效电路如图：92.8试用电源模型的等效变换求图示电路中电流1I、2I并计算各电源的功率。习题2.8电路解：（1）等效电路如图：（2）等效电路如图：10在原电路中：VU264425A2电流源的功率：WP52262032044233IAI323AI38)322(492185IAI3359386WP210)335(182.9电路如图所示。（1）说明电路的独立节点数和独立回路数；（2）选出一组独立节点和独立回路，列出0I和0U的方程。解：（1）独立节点：3141n；独立回路：3)14(6)1(nb（2）各支路电流方向如图：节点1：0321III回路1：04112614IRUIRIRS2.10电路如图所示，试用支路电流法求各支路电流。2.11如图所示电路，试用支路电流法求电流I。112.12图示电路中，已知0ABU，试求电压源电压SU。2.13用网孔电流法求图示电路的各支路电流。2.14用网孔电流法求图示电路的电压U。2.15电路如图所示，试用电源模型等效变换方法求图（a）中的电压U及图（b）中的电流I。（a）(b)习题2.15电路12解：（a）等效电路如图：（b）等效电路如图：2.16用网孔电流法求图示电路中的电流1I和2I。2.17用网孔电流法求图示电路的电流I。2.18试用网孔电流法求流过25.2电阻的电流I。2.19试用节点电压法重求上题中的电流I。13解：设各节点电压如上图2.20试用弥而曼定理求各支路电流。2.21试用节点电压法求图示电路中各支路电流。2.22试用节点电压法求图示电路中的各节点电压。2.23试用节点电压法求图示电路中的电流I。142.24试用节点电压法求图示电路中各电阻支路中的电流。2.25试用叠加定理求电流源电压U。解：各独立源分别单独作用时等效电路如图152.26试用叠加定理求电压U和电流I。2.27电路如图所示，欲使0I，试用叠加定理确定电流源SI之值。2.28试用齐性定理求图示电路中电流I。2.29图示电路中，V5U。试问电阻R为多少？162.30电路如图所示。其中0N为无源网络。已知当V10SU、0SI时，测得V10U；0SU、A1SI时，测得V20U。试求当V20SU、A3SI时，U为多少？习题2.30电路解：根据齐性定理和叠加定理可得VUIVUSS100,10时：当；VUIVUSS200,20时：VUAIUSS201,0时：当；VUAIUSS603,0时：VUUU802.31测得一个有源二端网络的开路电压为V10、短路电流为A5.0。现将30R的电阻接到该网络上，试求R的电压、电流。2.32画出图示电路的戴维南等效电路。17习题2.32电路解：戴维南等效电路如图2.33试用戴维南定理求图示电路中的电流I。习题2.33电路182.34试用戴维南定理求题2-17图示电路中的电流I。解：戴维南等效电路如图2.35电路如图所示。试用：（1）戴维南定理；（2）诺顿定理，计算电流I。解：（1）戴维南等效电路如图（2）诺顿等效电路如图192.36图示电路中，（1）问电阻R为何值时获得最大功率；（2）原电路中功率传输效率（R获得的功率/电源产生的功率）；（3）戴维南等效电路中功率传输效率。2.37在图示电路中，已知：当6R时，A2I。试问：（1）当12R时，I为多少？（2）R为多大时，它吸收的功率最大并求此最大功率。202.38试用节点电压法和网孔电流法求图示电路中电压U。2.39试用节点电压法求图示电路中的电压U。2.40试用叠加定理求图示电路中的电压U和电流I。2.41图示电路为一含源二端网络，试求其等效电路。212.42试用戴维南定理求图示电路中的电压U。第三章正弦电流电路3.1已知11sin2ψtUu，22sin2ψtUu，试讨论两个电压，在什么情况下，会出现超前、滞后、同相、反相的情况。解：若021ψψ，则1u超前2u；若021ψψ，则1u滞后2u；若n2（,2,1,0n），则称1u和2u同相；若n（n为奇数），则称1u和2u反相。3.2在20的电阻上加上V)1000sin(76.4tu的电压，写出通过电阻的电流瞬时值表达式，并求出电阻消耗的功率大小。解：VU77.3276.4；ARUI17.0；Ati)1000sin(217.0；WRIP57.02。3.3在mH10L的电感上通有mA)314sin(210ti的电流，求此时电感的感抗LX、电感两端的电压相量形式LU、电路的无功功率LQ；若电源频率增加5倍，则以上量值有何变化？22解：14.3LXL；VILjUL0904.31；var314UIQL。若电源频率增加5倍则：7.155LXL；VILjUL0901575；var1570UIQL3.4在一个F10的电容器上加有60V、50Hz的正弦电压，问此时的容抗CX有多大？写出该电容上电压、电流的瞬时值表达式及相量表达式，画出相量图，求电容电路的无功功率cQ。3.5一电感线圈接到120V的直流电源上，电流为20A；若接到50Hz、220V的交流电源上，则电流为28.2A，求该线圈的电阻和电感。解：620120R；2.2822022)(LRZ；解得：mHL9.15。3.6一个纯电感线圈和一个30Ω的电阻串联后，接到220V、50Hz的交流电源上，这时电路中的电流为2.5A，求电路的阻抗Z、电感L以及QPSUULR,,,,。解：0.885.2220Z；又22)(LRZ可得：HL26.0；01.700.887.8230jLjRZ；VIRUR75；VLIUL75.206；)(550AVUIS；WUIP2.187cos；var2.517sinUIQ。3.7如图所示电路，已知KR5，交流电源频率Hzf100。若要求scu与sru的相位差为300，则电容C应为多少？判断scu与sru的相位关系（超前还是滞后）。233.8如图所示电路，有一个纯电容电路，其容抗为XC，加上交流电压后，电流表测得的电流读数为4A；若将一纯电感并接在电容两端，电源电压不变，则电流表的读数也不变，问并联电感的感抗为多少？3.9有一个电炉（视为纯电阻），其额定电压为110V，额定功率为2200W，现欲接入tu314sin311的交流电源中。为使电炉正常工作，现选用一个纯电感线圈与电炉连接，问该线圈应与电炉采用何种连接形式？选用多大的电感的线圈？写出电炉正常工作时，电炉和电感上电压的瞬时值表达式。解：VUVU1102202311额，所以应选择串联的连接方式。由AUPI20额额额、5.5220011022额额PUR、11额IUZ、22)(LRZ