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  • 2022-04-22 11:40:11 发布

电工技术第2章习题答案.doc

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'2.1.1选择题(1)在图2-73所示电路中,发出功率的元件是__A___。  (A)仅是5V的电源   (B)仅是2V的电源  (C)仅是电流源     (D)电压源和电流源都发出功率  (E)条件不足图2-73题2.1.1(1)图图2-74题2.1.1(2)图(2)在图2-74所示电路中,当增大时,恒流源两端的电压U__B___。  (A)不变(B)升高(C)降低(3)在图2-75所示电路中,当开关S闭合后,P点的电位__B___。  (A)不变(B)升高(C)为零(4)在图2-76所示电路中,对负载电阻R而言,点画线框中的电路可用一个等效电源代替,该等效电源是__C___。  (A)理想电压源(B)理想电流源(C)不能确定图2-75题2.1.1(3)图图2-76题2.1.1(4)图(5)实验测的某有源二端线性网络的开路电压为10V,当外接3Ω的电阻时,其端电压为6V,则该网络的戴维南等效电压的参数为(C)。  (a)US=6V,R0=3Ω(b)US=8V,R0=3Ω(c)US=10V,R0=2Ω(6)实验测得某有源二端线性网络的开路电压为6V,短路电流为3A。当外接电阻为4Ω时,流过该电阻的电流I为( A )。 (a)1A  (b)2A  (c)3A (7)在图2-77所示电路中,已知US1=4V,US2=4V,当US2单独作用时,电阻R中的电流为1MA,那么当US1单独作用时,电压UAB是(A)(A)1V(B)3V(C)-3V图2-77题2.1.1(7)图(8)一个具有几个结点,b条支路的电路,其独立的KVL方程为(B)    a)(n-1)个   b)(b-n+1)个 (9)一个具有几个结点,b条支路的电路,要确定全部支路电流,最少要测量(B)    a)(n-1)次   b)(b-n+1)次 (10)一个具有n个结点,b条支路的电路,要确定全部支路电压,最少要测量(A)    a)(n-1)次   b)(b-n+1)次(11)电阻并联时,电阻值越大的电阻:(A)  a)消耗功率越小;  b)消耗功率越大。(12)两个电阻并联时,电阻值,越小的电阻(B)  a)该支路分得的电流愈小;   b)该支路分得的电流愈大。(13)电路如图2-78所示,ab端的等效电阻Rab=(B)a)2.4  b)2(14)电路如图2-79所示,已知UAB=6V,已知R1与R2消耗功率之比为1:2,则电阻R1,R2分别为(A)  a)2,4b)4,8图2-78题2.1.1(13)图图2-79题2.1.1(14)图 2.1.2填空题 (1)在图2-80所示电路中,甲同学选定电流的参考方向为I,乙同学选定为I′。若甲计算出I=-3A,则乙得到的计算结果应为I′=__3__A。电流的实际方向与_乙___的方向相同。 (2)由电压源供电的电路通常所说的电路负载大,就是指_浮在电阻小,吸收的电流大,消耗的功率大____。 (3)恒压源的输出电流与_负载电阻__有关;恒流源的端电压与_负载电阻___有关。 (4)在图2-81所示电路中,已知I1=1A,则=_-0.5___A。图2-80题2.1.2(1)图图2-81题2.1.2(4)图2.1.3判断题 (1)某电阻两端所加电压为100V,电阻值为10,当两端所加电压增为200V时,其电阻值将增为20。(ⅹ ) (2)两电阻并联时,电阻小的支路电流大。(√ ) (3)选用一个电阻,只要考虑阻值大小即可。(ⅹ )2.1.4图2-82所示电路中,已知US1=30V,US2=18V,R1=10Ω,R2=5Ω,R3=10Ω,R4=12Ω,R5=8Ω,R6=6Ω,R7=4Ω。试求电压UAB。图2-82题2.1.4图解:  应用KVL对ABCDA回路列出          UAB–R5I5–R4I4+R3I3=0           UAB=R4I4+R5I5–R3I3  根据KCL,I4=0,则          UAB=R5I5–R3I3                              V       2.1.5图2-83所示电路中分别设a、b点的电位为零。试求电路各点的电位。图2-83题2.1.5图解:  图2-83(a)所示的电路中,已标出参考点(“接地”符号),即,其余各点与参考点比较,比其高的为正,比其低的为负。  则有:                  V                  V                  V  可见,a点电位比b点高60V,c点和d点的电位比b点分别高于140V和90V。                        V                        V                        V    分析计算说明b点的电位比a点低60V,而c点和d点的电位比a点分别高80V和30V。 2.1.6图2-84所示的电路中,试求:  (a)开关S断开时a点的电位;  (b)开关S闭合后a点的电位。图2-84题2.1.6图解:  为了计算方便,可将原电路(图解(a)绘出,如解图(b)、(c)所示)。图2-84解图(1)当S断开时,电路中的电流I为        mA  所以,a点的电位     V  或        V(2)当S闭合后,电路如图(c)所示,b、o支路只包含一个6V理想电源,即Vb=+6V。根据KVL可列出                 mA  所以,可得         V  或        V  计算结果表明:当参考点选定后,电路得各点电位都有明确得意义,而与计算的路径无关。    2.1.7试求如图2-85所示电路中的电流和电压。图2-85题2.1.7图解题思路与技巧:在求解含受控源的电路问题时,将受控源当作独立电源一样看待即可。解:(1)在图(a)所示电路中         所以                             (2)在图(b)所示电路中           提示: 受控源亦是电源,应用KCL,KVL列电路方程时,如果遇到回路内含有受控电压源,以及结点或封闭曲面连接又受控电流源时,先将受控源当作独立电源一样对待,列出电路基本方程,根据受控源受控制的特点,列出控制量与待求量之间关系式——亦称为辅助方程,解基本方程和辅助方程,即可求出待求量。2.2.1选择题 (1)在图2-86(a)中,已知。用图2-86(b)所示的等效理想电流源代替图2-86(a)所示电路,则等效电流源的参数为 B  。  (A)6A   (B)2A   (C)3A   (D)8A(2)在图2-87所示电路中,已知:。当单独作用时,上消耗电功率为18W。则当和两个电源共同作用时,电阻消耗电功率为 A  。  (A)72W  (B)36W  (C)0W  (D)30W          图2-86题2.2.1(1)图图2-87题2.2.1(2)图 (3)下列说法正确的有 AC  。  (A)列KVL方程时,每次一定要包含一条新支路电压,只有这样才能保证所列写的方程独立;  (B)在线性电路中,某电阻消耗的电功率等于个电阻单独作用时所产生的功率之和;  (C)借助叠加原理能求解线性电路的电压和电流;  (D)若在电流源上再串联一个电阻,则会影响原有外部电路中的电压和电流。(4)电路如图2-88所示,用支路电流法求得电流I1=(B)a)6A  b)-6A(5)电路如图2-89所示,用支路电流法求得电压U=(B)a)144V   b)72V(6)电路如图2-90所示,电流源两端的电压U=(B)a)1V  b)3V 图2-88题2.2.1(4)图图2-89题2.2.1(5)图图2-90题2.2.1(6)图(7)回路电流法适用于:(B) a)平面电路 b)平面或非平面电路(8)用回路电流法求解电路,若电路中存在无伴电流源时,该无伴电流源两端的电压设为:(A)a) b)零。(9)电路如图2-91所示,用回路电流法求得电压U=(A)a)80V  b)-80V图2-91题2.2.1(9)图图2-92题2.2.1(10)图(10)电路如图2-92所示,用回路电流法求得电流I=(B)a)1A  b)-1A(11)叠加定理适用于(a) a)线性电路 b)线性电路和非线性电路(12)应用叠加定理求解电路,当其中一个或一组独立源作用,其它电压源,电流源分别看作(b) a)开路、短路;b)短路、开路。(13)当含源一端口网络输入电阻Rin=0时,该一端口网络的等效电路为:(a) a)电压源;b)电流源。(14)当含源一端口网络的输入电阻时,该一端口网络的等效电路为:(b)  a)电压源; b)电源源。(15)含源一端口网络的戴维南等效电路中的等效电阻Req:(b) a)只可能是正电阻; b)可能是正电阻也可能是负电阻。2.2.2填空题(1)将图2-93等效为电压和电阻的串联时则电源的电压= 2 V,电阻= 4 。(2)两额定电压相同的100W和15W白炽灯泡工作时,100W灯泡的电阻比15W的要 小 。同一个白炽灯泡在冷态(即不工作时)的电阻比工作时的电阻要 小  。(3)在图2-94电路中,= 10 V,= -10 V,= 10 V,= 10 V。        图2-93题2.2.2(1)图图2-94题2.2.2(3)图  (4)在图2-95所示电路中,A,B两端的等效电压源的电动势=3V,等效内阻=2.5。图2-95题2.2.2(4)图2.2.3列写图2-96所示电路的支路电流方程(电路中含有理想电流源)图2-96题2.2.3图 解1:(1)对结点a列KCL方程:   (2)选两个网孔为独立回路,设电流源两端电压为U,列KVL方程:           (3)由于多出一个未知量U,需增补一个方程:  求解以上方程可得各支路电流。解2:由于支路电流I2已知,故只需列写两个方程: (1)对结点a列KCL方程:    (2)避开电流源支路取回路,如图b选大回路列KVL方程:   解法2示意图  注:本例说明对含有理想电流源的电路,列写支路电流方程有两种方法,一是设电流源两端电压,把电流源看作电压源来列写方程,然后增补一个方程,即令电流源所在支路电流等于电流源的电流即可。另一方法是避开电流源所在支路例方程,把电流源所在支路的电流作为已知。2.2.4在图2-97所示电路中,已知,,,,。试求:  1、各支路电流;  2、电路中各元件的功率。 图2-97题2.2.4图解:(1)求各支路电流。将已知数据代入方程式(1),(2),(3),(4),(5)则有        (1)        (2)        (3)        (4)        (5)联立求解,得  ,,,计算结果的实际方向与图中假设的参考方向相反,即发电机1为充电状态。(2)元件的功率。  把,视为恒压源,发出的功率分别为                 为负值,表示其并不发出功率,而是消耗功率,作电动机运行,是发电机2的负载。  各电阻消耗的功率        电源发出的功率应与电阻电阻消耗的功率平衡            值得注意的是,题图2-25中所示和可用电阻串并联等效为,。则图中所示电路可化简为题2.2.4解图。这时电路中仅有三个未知量,可节省许多计算工作量。题2.2.4解图2.2.5试用支路电流法计算图2-98电路中电流以及电源两个电压。图2-98题2.2.5图解:电路中含有电流源,该支路电流。确定后虽少了一个未知量,但因电流两端电压 为待求量,仍需列写三个独立方程联立求解。由KCL和KVL可列写出方程:  结点1:  回路Ⅰ:  回路Ⅱ:代入数据联立求解,得             2.2.6试用结点电压法计算图2-99所示电路中各支路电流。图2-99题2.2.6图解:此电路中三个结点,选结点3为参考点,对结点1和结点2列写两个电压方程为  结点1:     (1)  结点2:     (2)将电路参数代入方程式(1)、(2),可得         (1)            (2)解得              各支路电流参考方向如图2-27所示,电流的数值为          2.2.7求图2-100所示电路的电压U图2-100题2.2.7图 解:应用叠加定理求解。首先画出分电路题2.2.7图解所示题2.2.7图解当12V电压源作用时,应用分压原理有:  当3A电流源作用时,应用分流公式得:  则所求电压:2.2.8计算图2-101所示电路中的电压U0; 图2-101题2.2.8图解:应用戴维宁定理。断开3Ω电阻支路,如题2.2.8解图(b)所示,将其余一端口网络化为戴维宁等效电路:1)求开路电压Uoc   2)求等效电阻Req方法1:外加电压源如题2.2.8解图(c)所示,求端口电压U和电流I0的比值。注意此时电路中的独立电源要置零。  因为:  所以方法2:求开路电压和短路电流的比值。  把电路断口短路如题2.2.8解图(d)所示。注意此时电路中的独立电源要保留。  对题2.2.8解图(d)电路右边的网孔应用KVL,有:         所以I=0,     则3)画出等效电路,如题2.2.8解图(e)所示,解得:  题2.2.8解图(b)题2.2.8解图(C) 题2.2.8解图(d)题2.2.8解图(e)  注意:计算含受控源电路的等效电阻是用外加电源法还是开路、短路法,要具体问题具体分析,以计算简便为好。2.2.9 电路如图2-102所示,已知开关S扳向1,电流表读数为2A;开关S扳向2,电压表读数为4V;求开关S扳向3后,电压U等于多少?图2-102题2.2.9图    解:根据戴维宁定理,由已知条件得           所以     等效电路如图(b)所示,题2.2.9解图(b)     则:2.2.10应用诺顿定理求图2-103示电路中的电流I。图2-103题2.2.10图解: (1)求短路电流ISC,把ab端短路,电路如图2-103(b)所示,解得:     所以:图2-103(b) (2)求等效电阻Req,把独立电源置零,电路如图2-103(c)所示。    解得: (3) 画出诺顿等效电路,接上待求支路如图2-103(d)所示,应用分流公式得:     注意:诺顿等效电路中电流源的方向。图2-103(c)图2-103(d)2.3.1选择题 (1)电路的过渡过程经过一段时间就可以认为达到了稳定状态,这段时间大致为 B 。  (A)τ  (B)(3~5)τ  (C)10τ (2)在图2-104所示电路中,当开关S在t=0时由“2”拨向“1”时,电路时间常数τ为 B 。  (A)R1C  (B)(R1+R2)C  (C)(R1/R2)C  (D)(R1+R3)C (3)换路定则是指从0-到0+时 ACE 。   (A)电容电压不能突变    (B)电容电流不能突变  (C)电感电流不能突变    (D)电感电压不能突变  (E)储能元件的储能不能突变 (4)在图2-105所示电路中,原电路已稳定,在t=0时刻开关S闭合,试问S闭合瞬间uL(0+)的值为(C) 。  (A)0V  (B)∞V  (C)100V  (D)200V图2-104题2.3.1(2)图图2-105题2.3.1(4)图(5)动态电路换路时,如果在换路前后电容电流和电感电压为有限值的条件下,则换路前后瞬间有:(a) a)  b)   (6)电路如图2-106所示,电路原已达稳态,t=0时开关S由1合向2,则、为:(b)a)OA,24Vb)4A,20V                图2-106题2.3.1(6)图(7)电路如图2-107所示,电路原已达稳态,t=0时开关S闭合,则、为:(b)   a)-1mA,0Vb)+1mA,0V 图2-107题2.3.1(7)图(8)电路如图2-108所示,电路原已达稳态,t=0时开关S打开,则,为:(b)a)4A,4Sb)2A,0.25S图2-108题2.3.1(8)图(9)电路如图2-109所示,电路原处于稳态,t=0时开关S打开,t>0时电流i为:(a)a)-0.8e-tAb)0.8e-tA图2-109题2.3.1(9)图(10)电路如图2-110所示,电路原已达稳态,t=0开关S打开,电路时间常数和为:(b)a)2S,1Ab)0.5S,1A 图2-110题2.3.1(10)图(11)电路如图2-111所示,电路原处于稳态,t=0时开关S闭合,则,和为:(b)a)4V,2V,1Sb)2V,4V,1S  图2-111题2.3.1(11)图2.3.2、填空题  (1)工程上认为当图2-112中的开关S在闭合后过渡过程将持续 6~10ms ms。  (2)一般电路发生换路后存在一段过渡过程,是因为电路中含有 储能 元件。  (3)在图2-113中,开关S断开前电路已处于稳态。设电压表的内阻RV=2.5kΩ,则当开关S断开瞬间,电压表两端的电压为 5000 V。(4)某RC电路的全响应为,则该电路的零输入响应为  V,零状态响应为  V。图2-112题2.3.2(1)图图2-113题2.3.2(3)图2.3.3判断题  (1)RC微分电路具备的条件之一是时间常数(为输入矩形脉冲电压的宽度)。                                    (×)  (2)RC积分电路具备的条件之一是时间常数(的含义同上题)。( × )  (3)RC电路中,瞬变过程中电容电流按指数规律变化。            ( √ )  (4)在RL电路中,在没有外部激励时,由于电感线圈内部储能的作用而产生的响应,称为零输入响应。 (√ )2.3.4如图2-114(a)所示的电路中,开关S在t=0时闭合,开关S闭合前后电路已处于稳态。试求开关S闭合后各元件电压、电流的初始值。  图2-114题2.3.4图解:(1)根据时等效电路(见图(b))可得        由换路定则可求得时,,其分别为              (2)根据时等效电路(c),可求得图(c)所示电路中的其他初始值       提示:由计算结果可见,接路瞬间除、不能跃变外,其他电压和电流均可跃变,因此其他初始值的求解完全遵循基尔霍夫定律。 2.3.5图2-115所示电路在t<0时电路处于稳态,求开关打开瞬间电容电流iC(0+)图2-115题2.3.5图 解:(1)由图t=0-电路求得:uC(0-)=8V   (2)由换路定律得:uC(0+)=uC(0-)=8V   (3)画出0+等效电路如图(b)所示,电容用8V电压源替代,解得:   注意:电容电流在换路瞬间发生了跃变,即:图2-115题2.3.5(B)图2.3.6图2-116所示电路在t<0时电路处于稳态,t=0时闭合开关,求电感电压uL(0+)。图2-116题2.3.6图  解: (1)首先由图(a)t=0-电路求电感电流,此时电感处于短路状态如图(b)所示,则:     图2-116题2.3.6图(B)图2-116题2.3.6图(C)由换路定律得:      iL(0+)=iL(0-)=2A(3)画出0+等效电路如图(c)所示,电感用2A电流源替代,解得:       注意:电感电压在换路瞬间发生了跃变,即:2.3.7图2-117所示电路在t<0时处于稳态,t=0时闭合开关,求电感电压uL(0+)和电容电流iC(0+)图2-117题2.3.7图 解:(1)把图2-117 t=0-电路中的电感短路,电容开路,如图(b)所示,则:         (2)画出0+等效电路如图(c)所示,电感用电流源替代,电容用电压源替代解得:       图2-117题2.3.7图(B)图2-117题2.3.7图(C)   注意:直流稳态时电感相当于短路,电容相当于断路。2.3.8求图2-118所示电路在开关闭合瞬间各支路电流和电感电压。图2-118题2.3.8图 解:(1)把图 t=0-电路中的电感短路,电容开路,如图(b)所示,则:                     (2)画出0+等效电路如图(c)所示,电感用电流源替代,电容用电压源替代解得:                                 图2-118题2.3.8图(B)图2-118题2.3.8图(C) 2.4.1选择题  (1)在RL串联电路中,电压与电流的关系是__B__。    (A)  (B)  (C)  (2)在图2-119所示电路中,已知,u为正弦交流电压,电流表,,的读书均为1A,电流表的读数是 A  。   (A)1A   (B)2A   (C)3A   (D)4A图2-119题2.4.1(2)图(3)电容器C的端电压从0升至U时,电容器吸收的电能为 A  。    (A)   (B)   (C)(4)用二瓦计法测量三相功率时,两个功率表的读数分别是,,则三相总功率是 C  。   (A)10+(+5)W   (B)-5-10W   (C)10+(-5)W(5)无论三相负载作或Y连接时,三相总功率公式是 A  。    (A)只适用于对称负载    (B)只适用于有中线的三相负载    (C)对称负载与不对称负载均适用(6)正弦量有效值的定义所依据的是正弦量与直流量的(B)a)平均效应等效    b)能量等价效应等效(7)由图2-120可以看出,u的相位相对于i的相位是(B)a)超前b)滞后 图2-120题2.4.1(7)图(8)相量的模值是正弦量的(A)  a)有效值    b)最大值(9)电容上的电压相量和电流向量满足(B)  a)    b)(10)当ω等于零时,电感相当于(A)  a)短路    b)开路(11)下面两个图形哪个图形可能是符合基尔霍夫定律的相量图(B)  a) b)(12)并联情况下,参考相量宜选择(A)  a)电压相量b)电流相量2.4.2填空题  (1)正弦交流电的三要素是 最大值(有效值), 角频率(频率)和 初相位  。  (2)已知两个正弦电流:,,则=   。  (3)中线的作用就在于使星形连接的不对称负载的 相电压  对称。  (4)在L,C并联电路中,当频率f大于谐振频率时,电路呈 容性性电路;当 时,电路呈 感性 性电路;当时,电路呈 电阻性 性电路。2.4.3判断题  (1)相量代表了正弦量中的有效值和角频率。(×)  (2)在三相正弦电路中,若要求负载相互不影响,则负载应接成三角形且线路阻抗很小,或者接成星形且中线阻抗很小。(√)  (3)电路的品质因数Q越高,则电路的选择性越好。(√)  (4)提高功率因数时,采用并联电容而不采用串联电容的形式,主要是为了保证负载的端电压,电流及功率不受影响。(√     )2.4.4电路如图2-121(a)所示,已知电压,求电压图2-121题2.4.4图(a)图2-121题2.4.4图(b)解:以电流为参考相量,相量图如图(b)所示,根据相量图得:           所以            2.4.5图2-122所示电路对外呈现感性还是容性? 图2-122题2.4.5图  解:图示电路的等效阻抗为:       所以电路对外呈现容性。2.4.6用叠加定理计算图2-123电路的电流,已知图2-123题2.4.6图解:画出独立电源单独作用的分电路如图(b)和(c)所示,由图(a)得:图2-123题2.4.6图(b)图2-123题2.4.6图(c)              由图(b)得  则所求电流   2.4.7图2-124示电路是用三表法测线圈参数。已知f=50Hz,且测得U=50V,I=1A,P=30W,求线圈参数。  图2-124题2.4.7图解:方法一,由电表的读数知:   视在功率   无功功率    因此            方法二,由      因      且     所以    方法三,由     得      因      所以         2.4.8图2-125示电路,已知:f=50Hz,U=220V,P=10kW,线圈的功率因素cosφ=0.6,采用并联电容方法提高功率因素,问要使功率因数提高到0.9,应并联多大的电容C,并联前后电路的总电流各为多大?例9—14图  图2-125题2.4.8图解:      所以并联电容为:          未并电容时,电路中的电流为:   并联电容后,电路中的电流为:2.5.1图2-126(a)所示电路已知对称三相电源线电压为380V,负载阻抗Z=6.4+j4.8Ω,端线阻抗Zl=6.4+j4.8Ω。求负载Z的相电压、线电压和电流。 图2-126题2.5.1图(a)图2-126题2.5.1图(b)解:画出一相计算图如图(b)所示。设线电压为,则电源相电压为:    线电流 负载相电压    负载线电压   2.5.2图2-127所示电路中,电源三相对称。当开关S闭合时,电流表的读数均为5A。    求:开关S打开后各电流表的读数。图2-127题2.5.2图  解:开关S打开后,电流表A2中的电流与负载对称时的电流相同。而A1、A3 中的电流等于于负载对称时的相电流。   因此电流表A2的读数=5A,   电流表A1、A3的读数为:     '