电路分析基础全套练习题习题及答案.docx
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1、电路分析基础(第二版)马颖、李华编著 西安电子科技大学出版社第1章 电路的基本概念和定律习题答案1-1 电路如图1-64所示,已知R13,R26,U6V。求:图1-64 习题1-1图(1)总电流强度I;(2)电阻R1上的电流I1和R2上的电流I2。解:总电阻: 总电流: 图1-65 习题1-2图1-2 电路如图1-65所示,已知US=100V,R1=2k,R2=8k,在下列三种情况下,分别求电阻R2两端的电压及R2、R3中通过的电流:(1)R3=8k;(2)R3=(开路);(3)R3=0(短路)。解:(1)当R3=8k时,总电阻: (2)当R3=(开路)时:I3 = 0A (3)当R3=0(短
2、路)时:I2 = 0A,U2 = 0V;1-3 图1-66所示的各元件均为负载(消耗电能),其电压、电流的参考方向如图中所示。已知各元件端电压的绝对值为5V,通过的电流绝对值为4A。 (1)若电压参考方向与真实方向相同,判断电流的正负;(2)若电流的参考方向与真实方向相同,判断电压的正负。 (a) (b) (c) (d)图1-66 习题1-3图解:(1)若电压参考方向与真实方向相同时:图(a):电压与电流参考方向关联,电流为正I=4A;图(b):电压与电流参考方向非关联,电流为负I=4A;图(c):电压与电流参考方向关联,电流为正I=4A;图(d):电压与电流参考方向非关联,电流为负I=4A。
3、(2)若电流的参考方向与真实方向相同时:图(a):电压与电流参考方向关联,电压为正U=5V;图(b):电压与电流参考方向非关联,电压为负U=5V;图(c):电压与电流参考方向关联,电压为正U=5V;图(d):电压与电流参考方向非关联,电压为负U=5V。1-4 一只“100、100W”的电阻与120V电源相串联,至少要串入多大的电阻R才能使该电阻正常工作?电阻R上消耗的功率又为多少?解:根据公式可得 所以R= 201-5 两个额定值分别是110V、40W和110V、100W的灯泡,能否串联后接到220V的电源上使用?如果两只灯泡的额定功率相同时又如何?解:不能,因为两灯泡电阻值不同,串联后分压不
4、同,会导致白炽灯无法正常工作。如果两只灯泡的额定功率相同时,灯泡电阻值也相同,则可以串联使用。1-6 图1-67(a)、(b)电路中,若让I0.6A,R?图1-66(c)、(d)电路中,若让U=0.6V,R?(a) (b) (c) (d)图1-67习题1-6图解:图(a): 图(b): 图(c): 图(d): 1-7 常用的分压电路如图1-68所示,试求:(1)当开关S打开,负载RL未接入电路时,分压器的输出电压Uo;(2)开关S闭合,接入负载电阻RL150时,分压器的输出电压Uo;(3)开关S闭合,接入负载电阻RL15k时,分压器的输出电压。请根据计算结果得出一个结论。图1-68 习题1-7
5、图解:(1)当开关S打开,负载RL未接入电路时,两个150电阻串联,由分压公式:(2)开关S闭合,接入负载电阻RL150时,下面的150电阻先与RL并联,再与上面的电阻串联:(3)开关S闭合,接入负载电阻RL15k时,结论:分压器如负载电阻远大于内阻时,负载压降取决于与其并联电阻压降。1-8 分别求S打开与闭合时,图1-69所示电路中a、b两点的电位。图1-69 习题1-8电路图解:当S打开时,3个电阻串联,电流由+12V端口流向12V端口:当S闭合时,a点接地:,此时4k和26k电阻串联,根据串联分压公式:1-9 求图1-70(a)中a、b两点间电压;并计算图1-70(b)中c点电位。(a)
6、 (b)图1-70 习题1-9图解:图1-70(a):图1-70(b):1-10 计算图1-71(a)、(b)中a点的电位。(a) (b)图1-71 习题1-10图解:图1-71(a):图1-71(b):1-11 求图1-72(a)中的电流I,图1-72(b)中的Uab和图1-72(c)中a点的电位。(a) (b) (c)图1-72 习题1-11图解:图1-72(a)由KCL定律: 得图1-72(b):图1-72(c):1-12 图1-73所示电路,该电路有多少个节点?多少条支路?多少个网孔?求出支路电流I3、I4和电压源US的值。图1-73 习题1-12图解:该电路中:n = 3,b = 5
7、,m = 3。根据KCL可得:1-13 电路如图1-74所示,求开关S打开和闭合时a点的电位Va。 图1-74 习题1-13图解:当开关S打开时:当开关S闭合时:由KCL可得:1-14 图1-75所示电路,电流I=10mA,I1=6mA,R1=3k,R2=1k,R3=2k。求电流表A4和A5的读数。图1-75 习题1-14电路图解:由KCL可得:1-15 如图1-76所示电路中,有几条支路和几个节点?Uab和I各等于多少?图1-76 习题1-15电路图解:支路b = 3,节点n=2。I = 0A;Uab = 0V。1-16 电路如图1-77所示,求电流I和电压U。图1-77 习题1-16图解:
8、如图1-77所示根据最大回路的绕行方向,列写KVL方程:列写KCL方程:1-17 图1-78所示电路中,已知US=6V,IS=3A,R=4。计算通过理想电压源的电流及理想电流源两端的电压,并根据两个电源功率的计算结果,说明它们是产生功率还是吸收功率。(a) (b)图1-78 习题1-17图解:图1-78(a): 通过理想电压源的电流就是理想电流源的电流I=3A,方向由负极指向正极,所以是产生功率;理想电流源两端的电压,所以是产生功率。图1-78(b): 理想电流源两端的电压就是理想电压源的电压U=6V,方向为上正下负,所以 是产生功率;通过理想电压源的电流,所以是吸收功率。1-18 电路如图1
9、-79所示,已知其中电流I1=1A,US1=20V,US2=40V,电阻R1=4,R2=10,求电阻R3。 图1-79 习题1-18电路图解:电阻R3上的电压:,极性为上正下负。取流过R2的电流为I2,参考方向向上,则:取流过R3的电流为I3,参考方向向下,则:1-19 求图1-80所示电路的入端电阻Ri。图1-80 习题1-19电路图解:用电源等效变换的方法计算:(1)先将受控电流源与100k电阻转换成受控电压源,Us=0.99I100k=99kI,如下图示:(2)将受控电压源与串联的两个电阻(110k)转换成受控电流源,Is=99kI / 110k=0.9I,电流方向向下,如下图示:(3)
10、将受控电流源与并联的两个电阻(并联电阻后约为100)转换成受控电压源,Us=0.9I100=90I,如下图示:1-20 判断以下说法是否正确。(1)导体中的电流由电子流形成,故电子流的方向就是电流的方向。()(2)在直流电路中,电流的参考方向与实际方向总是相同的。()(3)在直流电路中,电流的参考方向与实际方向可能关联,也可能非关联。()(4)电路中某点电位的大小与参考点无关。()(5)电路中某点的电位即为该点与参考点之间的电压。()(6)在直流电路中,某点的电位具有绝对性,两点间的电压具有相对性。()(7)在电工测量中,电压表应串联在被测电路中,而电流表应并联在被测元件的两端。()(8)22
11、0V,40W的灯泡接在110V的电源上,消耗的功率是20W。()(9)当电路处于通路状态时,外电路电阻上的电压等于电源电动势。()(10)外电路的电阻越大,则电源的输出功率越大。()(11)对外电路来说,任意一个有源二端网络都可以用一个电压源来代替。()(12)理想电流源和理想电压源可以进行等效变换。()(13)实际电压源和实际电流源等效转换时内阻保持不变。()第2章 电路的基本分析方法习题答案2-1 在8个灯泡串联的电路中,除4号灯不亮外其它7个灯都亮。当把4号灯从灯座上取下后,剩下7个灯仍亮,问电路中有何故障?为什么?解:4号灯灯座短路。如开路则所有灯泡都不亮。2-2 额定电压相同、额定功
12、率不等的两个白炽灯能否串联使用,那并联呢?解:不能串联使用,因其电阻值不同,串联后分压不同,导致白炽灯无法正常工作。在给定的电压等于额定电压的前提下,可以并联使用。2-3 如图2-34所示,R1=1,R2=5,U =6V,试求总电流强度I以及电阻R1、R2上的电压。图2-34 习题2-3图解:,2-4 如图2-35所示,R1=3,R2=6,U=6V,试求总电流I;以及电阻R1,R2上的电流。图2-35 习题2-4图解:总电阻为: 由分流公式得:2-5 电路如图2-36(a)(f)所示,求各电路中a、b间的等效电阻Rab。(a) (b) (c)(d) (e) (f)2-36 习题2-5图解:(a
13、) (b) (c) (d) (e) (f) 2-6 求图2-37所示电路中的电流I和电压U。图2-37 习题2-6电路图解:图2-37等效变换可得:由上图可得;则根据并联电路分流作用可得:则I3再次分流可得:所以I=0.75A,U= U+U =9I28I1 = 90.2580. 5=1.75V2-7 电路如图2-38(a)(g)所示,请用电源等效变换的方法进行化简。解:(a)图 A(b)图: 与理想电流源串联的元器件,对外等效时都可以忽略不计。(c)图: (d)图: (e)图:(f)图: (g)图:2-8 图2-39所示电路中U1=27V,U2=13.5V,R1=1,R2=3,R3=6,请用支
14、路电流法求解各支路电流。图2-39 习题2-8图解:选定各支路的电流I1、I2和I3的参考方向如图2-39所示;有两个结点A、B,任选其中一个结点,由KCL定律列出结点电流方程(选A结点)I1 + I2+ I3 = 0 (1) 根据KVL定律,列出网孔电压方程,各个回路的绕行方向如图所示:对于回路 I1R1 - I3R3 U1 = 0 代入数据得 I1 - 6I3 27 = 0 (2)对于回路 I2R2 I3R3 U2 = 0 代入数据 3I2 6I3 13.5 = 0 (3)将(1)、(2)、(3)式联立解得 I1=6A, I2= 2.5A, I3= 3.5A 2-9 如图2-40所示,US
15、=10V,IS=3A,R1=R2=2,R3=4,根据图示电流、电压的参考方向,回路(回路电流)绕行方向,计算支路的电流I1、I2及R1、R3电阻上的电压U1、U3。 图2-40 习题2-9图解:由KCL定律列出结点电流方程I1 I2 IS = 0 (1)因网孔含有电流源支路,故只需对网孔列出网孔电压方程:对于网孔: I1R1 + I2R2 US = 0 代入数据得 2I1 + 2I2 10 = 0 (2)将(1)、(2)式联立解得 I1=4A, I2= 1A由欧姆定律可得:2-10 根据图2-41中所给的电路参数计算I1、I2的大小,并指出电流的实际方向,说明US与IS发出或吸收功率的情况。
16、图2-41 习题2-10图解:对于上边结点得 I1 - I2+ Is = 0 代入数据得 I1 - I2+ 2= 0 (1) 由于2个网孔共用的支路中含有电流源,则另选大回路列回路电压方程,选择顺时针绕行方向,得:I1R1+I2R3Us= 0代入数据得 10I1+5I26=0 (2) 将(1)、(2)式联立解得:I1= 4/15A,I2= 26/15A。2-11 用网孔电流法求图2-42所示电路中的电流Ix。图2-42 习题2-11图解:根据上图所示,可列网孔电流方程如下:(8+4)I14I2100=0(4+2+3)I24I13I3=0(3+15)I33I2+80=0联立方程求解可得:IX =
17、 I2 = 2.79A2-12 用网孔电流法求图2-43所示电路中的电流I1、I2。图2-43 习题2-12图解:由上图所示,两网孔公共支路含电流源,故针对大回路和右边网孔列回路电流方程如下:IB =6A(4+9+6+1)IA+(6+9)IB 9020=0联立方程求解可得:IA= 10A则:I1=IA=10A,I2= IA+IB=10+(6)=4A2-13 用节点电位法求图2-44所示电路中各支路电流和理想电流源上的端电压。图2-44 习题2-13图解:根据节点a列些结点电位方程如下: 可得:Va = 48V则:I1= (4840)/20= 0.4A,I2= Is= 2A,I1= 48/30=
18、 1.6A U= 48+502=148V2-14 根据图2-45所示电路及电路参数,用节点电位法计算支路电流I1、I2的大小及US1提供的功率。图2-45 习题2-14图解:针对图2-45上面节点a列写结点电位方程: 可得: 则:PUS1=US1I1=105/7=50/7W2-15 用节点电压法求如图2-46所示电路中的电压Uo。图2-46 习题2-15图解:由图2-46可得:Va=40V对结点b、c列节点电位方程可得:联立方程求解可得:Vb=250/7V则:Uo=Vb Va=150/7-40=30/7V。第3章 电路分析中的常用定理习题答案3-1 电路如图3-22所示。(1)用叠加定理求各支
19、路电流;(2)求两个电源的功率。图3-22 习题3-1图解:(1)将图3-22电路,拆分成独立源工作的简单电路,如下面两图所示:(a) (b)图3-22 习题3-1图电压源单独作用时的等效电路如图3-22(a)所示,由并联线路分流作用可得联立方程求解可得:电流源单独作用时的等效电路如图3-22(b)所示,可得由叠加定理得到(2)电压源的功率为 取电流源电压为U,极性上正下负,则:U = 2000I2 = 2k15mA = 30V电流源的功率为 3-2 用叠加定理求如图3-23所示电路中的电压U。图3-23 习题3-2图解:将图3-23电路,拆分成独立源工作的简单电路,如下面两图所示:(a) (
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