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电路 第四版 答案(第一章)

电路 第四版 答案(第一章)
电路 第四版 答案(第一章)

第一章电路模型和电路定律

电路理论主要研究电路中发生的电磁现象,用电流i、电压u和功率p等物理量来描述其中的过程。因为电路是由电路元件构成的,因而整个电路的表现如何既要看元件的联接方式,又要看每个元件的特性,这就决定了电路中各支路电流、电压要受到两种基本规律的约束,即:

(1)电路元件性质的约束。也称电路元件的伏安关系(VCR),它仅与元件性质有关,与元件在电路中的联接方式无关。

(2)电路联接方式的约束(亦称拓扑约束)。这种约束关系则与构成电路的元件性质无关。基尔霍夫电流定律(KCL)和基尔霍夫电压定律(KVL)是概括这种约束关系的基本定律。

掌握电路的基本规律是分析电路的基础。

1-1说明图(a),(b)中,(1),u i的参考方向是否关联?(2)ui乘积表示什么功率?(3)如果在图(a)中0

u i

<>,元件实际发出还是吸收功

>i

u;图(b)中0,0

,0<

率?

解:(1)当流过元件的电流的参考方向是从标示电压正极性的一端指向负极性的一端,即电流的参考方向与元件两端电压降落的方向一致,称电压和电流的参考方向关联。所以(a)图中i

u,的参考方向为非关联。

u,的参考方向是关联的;(b)图中i

(2)当取元件的i

u,参考方向为关联参考方向时,定义ui

p=为元件吸收的功率;当取元件的i

u,参考方向为非关联时,定义ui

p=为元件发出的功率。所以(a)图中的ui乘积表示元件吸收的功率;(b)图中的ui乘积表示元件发出的功率。

(3)在电压、电流参考方向关联的条件下,带入i

u,数值,经计算,若0

p,

>

=ui

表示元件确实吸收了功率;若0

p,表示元件吸收负功率,实际是发出功率。(a)图

<

中,若0,0<>i u ,则0<=ui p ,表示元件实际发出功率。

在i u ,参考方向非关联的条件下,带入i u ,数值,经计算,若0>=ui p ,为正值,表示元件确实发出功率;若0

>i u ,有0>=ui p ,表示元件实际发出功率。

1-2 若某元件端子上的电压和电流取关联参考方向,而170cos(100)u t V π=,7sin(100)i t A π=,求:

(1)该元件吸收功率的最大值;(2)该元件发出功率的最大值。 解:()()()170cos(100)7sin(100)595sin(200)p t u t i t t t t W πππ==?=

(1)当0)200sin(>t π时,0)(>t p ,元件吸收功率;当1)200sin(=t π时,元件吸收最大功率:m ax 595p W =

(2)当0)200sin(

1-3 试校核图中电路所得解答是否满足功率平衡。(提示:求解电路以后,校核所得结果的方法之一是核对电路中所有元件的功率平衡,即元件发出的总功率应等于其他元件吸收的总功率)。

解:由题1-3图可知,元件A 的电压、电流为非关联参考方向,其余元件的电压电流均为关联参考方向。所以各元件的功率分别为:

6053000

A p W =?=>,为发出功率

601600B p W =?=>,为吸收功率 60201200C p W =?=>,为吸收功率 402800D p W =?=>,为吸收功率 202400E p W =?=>,为吸收功率

电路吸收的总功率

601208040300B D C E p p p p p W =+++=+++=

即,元件A 发出的总功率等于其余元件吸收的总功率,满足功率平衡。

注:以上三题的解答说明,在电路中设电压、电流参考方向是非常必要的。在计算一段电路或

一个元件的功率时,如果不设电流、电压的参考方向,就无法判断该段电路或元件是发出还是吸收功率。

此外还需指出:对一个完整的电路来说,它产生(或发出)的功率与吸收(或消耗)的功率总是相等的,这称为功率平衡。功率平衡可以做为检验算得的电路中的电压、电流值是否正确的一个判据。

1-4 在指定的电压u 和电流i 参考方向下,写出各元件u 和i 的约束方程(元件的组成关系)。

解:(a )图为线性电阻,其电压、电流关系满足欧姆定律。需要明确的是:(1)欧姆定律只适用于线性电阻;(2)如果电阻R 上的电流、电压参考方向非关联,欧姆定律公式中应冠以负号,即)()(t Ri t u -=。由以上两点得(a )图电阻元件u 和i 的约束方程为

i i R u 31010?-=-=

欧姆定律表明,在参数值不等于零、不等于无限大的电阻上,电流与电压是同时存在、同时消失的。即电阻是无记忆元件,也称即时元件。

(b )图为线性电感元件,其电压、电流关系的微分形式为:dt

t di L

t u )()(=。如果电

压、电流参考方向为非关联,上式中应冠以负号,所以(b )图电感元件u 和i 的约束方程为

dt

di u 3

1020-?-= 电感元件的电压、电流微分关系表明:(1)任何时刻,其电压与该时刻的电流变化率成正比,显然直流时,电感电压为零,电感相当于短路。因此,电感是一个动态元件。(2)当电感上的电压为有限值时,电感中的电流不能跃变,应是时间的连续函数。

(c )图为线性电容元件,其电压、电流关系的微分形式为:dt

t du C t i )()(=。如果电

压、电流的参考方向为非关联,上式中应冠以负号,即dt

t du C t i )()(-=。所以(b )图电

容元件u 和i 的约束方程为

dt

du

dt du i 56

10

1010--=?= 电容元件的电压。电流微分关系表明:(1)任何时刻,通过电容的电流与该时刻其上的电压变化率成正比,即电容是一个动态元件。显然直流时,电容电流为零,电容相当于开路。(2)当电容上的电流为有限值时,电容上的电压不能跃变,必须是时间的连续函数。

(d )图是理想电压源。理想电压源的特点为:(1)其端电压与流经它的电流方向、大小无关。(2)其电压由它自身决定,与所接外电路无关,而流经它的电流由它及外电路所共同决定。由以上特点得(d )图的约束方程为

V u 5-=

(e )图是理想电流源。理想电流源的特点为:(1)其发出的电流)(t i 与其两端电压大小、方向无关。(2)其输出电流由它自身决定,与所接外电路无关,而它两端电压由它输出的电流和外部电路共同决定。由以上特点得(e )图的约束方程为

A i 2=

注:以上五个理想元件是电路分析中常遇到的元件。元件电压、电流的约束方程,反映了每

一元件的特性和确定的电磁性质。不论元件接入怎样的电路,其特性是不变的,即它的,u i 约束方程是不变的。因而深刻地理解和掌握这些方程,就是掌握元件的特性,对电路分析是非常重要的。

1-5 图(a )电容中电流i 的波形如图(b )所示现已知0)0(=C u ,试求s t 1=时,s t 2=和s t 4=时的电容电压。

解:已知电容的电流)(t i 求电压)(t u 时,有 00

0111()()()()()t t t t t u t i d i d u t i d C

C

C

ξξξξξξ

-∞

=

+

=+

?

?

?

式中)(0t u 为电容电压的初始值。

本题中电容电流)(t i 的函数表示式为

??

?

??>-<≤≤=2

1020500)(t t t

t t i

根据,u i 积分关系,有

1t s =时 10

1(1)(0)()C C u u i t dt

C

=+

?

V t tdt 25.1)25(2152

1010

21

=?=

+

=?

s t 2=时 ?

+

=2

)(1

)0()2(dt t i C

u u C C

V t tdt 5)2

5(2152

102

22

=?=

+

=?

4t s =时 ?

+

=4

2

)(1)2()4(dt t i C

u u C C

V t tdt 5)10(2

1

5102

1542

42

-=-?+

=-+

=?

注:电路元件,u i 关系的积分形式表明,t 时刻的电压与t 时刻以前的电流的“全部历史”有

关,即电容有“记忆”电流的作用,故电容是有记忆的元件。因此在计算电容电压时,要关注它的初始值()0c u t ,()0c u t 反映了电容在初始时刻的储能状况,也称为初始状态。电感元件也具有类似的性质,参见1-6题。

1-6 图(a )中H L 4=,且i ,电压的波形如图(b )所示。试求当 s t 1=,s t 2=,s t 3=和s t 4=时的电感电流i 。

解:电感元件i u ,关系的积分形式为

01()()()t t i t i t u d L

ξξ

=+

?

上式表明,电感元件有“记忆”电压的作用,也属于记忆元件。式中)(o t i 为电感电流的初始值,反映电感在初始时刻的储能状况。

本题中电感电压的函数表示式为

????

?

??

??

<<<-<<<<<=t

t t t t t t u 40434010320

201000)( 应用i u ,积分关系式,有

s t 1=时,10

1

(1)(0)()i i u t dt L

=+

?

A t dt 5.2)10(4

1

104

1010

10

=?=+

=?

s t 2=时,?

+

=2

1

)(1)1()2(dt t u L

i i

21

112.510 2.5(10)

54

4

dt t A =+=+

?=

s t 3=时,?

+

=3

2

)(1

)2()3(dt t u L i i A dt 5041

53

2

=+

=?

s t 4=时,?

+

=43

)(1

)3()4(dt t u L

i i 43

15(1040) 3.754

t dt A =+

-=?

1-7 若已知显像管行偏转线圈中的周期性行扫描电流如图所示,现已知线圈电感为

H

01.0,电阻略而不计,试求电感线圈所加电压的波形。

解:电流)(t i 的函数表达式为

???

?

?<<-??<

t t s t t t i μ6460)

1064(103μ60010602.1)(6

56

根据电感元件i u ,的微分关系,得电压的函数表达式为

???<

t s t dt

t di t u μ646010

3μ60010

2)(01.0)(32

)(t u 的波形如题解1-7

图,说明电感的电压可以是时间的间断函数。

1-8 F μ2电容上所加电压的波形如图所示。求:(1)电容电流i ;(2)电容电荷q ;(3)电容吸收的功率p 。

解:(1)电压)(t u 的函数表达式为

???

????

≤≤≤-≤≤≤=ms

t ms t t ms t t

t t u 4042104201000)(3

3

根据电容元件i u ,的微分关系,得电流)(t i 的函数表达式为:

=?=-dt t du t i )(10

2)(6

??

?

????<<

t ms t ms t t 40421022010

2003

3

(2)因为u

q C =,所以有

==)()(t Cu t q ???

?

???

≤≤≤-?≤≤?≤--ms

t ms t t ms t t t 4042)104(10220102003

63

(3)在电压电流参考方向关联时,电容元件吸收的功率为

==)()()(t i t u t p ???

?

?

??≤<<-?-<≤≤-ms

t ms t t ms t t t 4042)104(102202003

3

)

(),(),(t p t q t i 波形如题解1-8图所示。

注:在图(c )所示的功率波形中,表示电容吸收功率,处于充电状态,其电压和电荷随时间

增加;表示电容供出功率,处于放电状态,其电压和电荷随时间减小。和的两部分面积相等,说明电容元件不消耗功率,是一种储能元件。同时它也不会释放出多于它吸收的或储存的能量。所以,电容是一种无源元件,它只与外部电路进行能量交换。需要指出的是,电感元件也具有这一性质。

1-9 电路如图所示,其中,1,2H L R =Ω=0)0(,01.0==C u F C ,若电路的输入电流为:(1)A t i )3

π2sin(2+=;

(2)A e i t -=。试求两种情况下,当0>t 时的L R u u ,和C u 值。

解:根据L R ,和C 的i u ,关系有

(1)若A t i )3

π2sin(2+=,则有

V

t t t Ri t u R )3π2sin(4)3π2sin(22)()(+=+?==

()()12cos(2)24cos(2)33L di t u t L

t t V

dt

ππ?

?==?+?=+???

?

V

t d d i C

u t u t

t C C )32cos(10050)3

2sin(201

.01

0)(1)0()(0

π

ξπ

ξξξ+

-=+

+

=+

=??

(2)若A e i t -=,则有

V

e

t Ri t u t

R -?==2)()(

()()1()t t

L di t u t L

e e V

dt

--==?-=-

V

e

d e

d i C

u t u t

t t C C )1(10001

.01

)(1)0()(0

---==

+

=??

ξξξξ

1-10 电路如图所示,设t αs m s Ie t i t ωU t u -==)(),cos()(,试求)()(2

t i t u C L 和。

解:可以看出,流过电感的电流等于电流源的电流s i ,电容2C 上的电压为s u ,故由

C

L ,元件的i u ,约束方程可得

V

e

αLI αLIe

dt

t i d L t u t

αt

αs L ---=-?==)()()(

[]V t U C t U C dt

t u d C

t i m m s C ) sin( ) sin()()(222

ωωωω-=-==

1-11 电路如图所示,其中2,10s s i A u V ==。 (1)求2A 电流源和10V 电压源的功率;

(2)如果要求2A 电流源的功率为零,在AB 线段内应插入何种元件?分析此时各元件的功率;

(3)如果要求10V 电压源的功率为零,则应在BC 间并联何种元件?分析此时各元件的功率。

解:(1)电流源发出功率10220s s p u i W ==?= 电压源吸收功率10220s s p u i W ==?=

(2)若要2A 电流源的功率为零,则需使其端电压为零。在AB 间插入V u s 10='电压源,极性如题解图(a )所示。此时,电流源的功率为00=?=s i p 。插入的电压源发出功率20W ,原来的电压源吸收功率20W 。

(3)若要0∞ 电压源的功率为零,则需使流经电压源的电流为零。可以采取在BC 间并联A i s 2='的电流源,如题解图(b )所示,或并联Ω===52/10/s s i u R 的电阻,如题解图(c )所示。

题解图(b )中,因s s i i '=,由KCL 可知,流经s u 的电路为零。所以s u 的功率为零。 原电流源发出功率 10220s s p u i W ==?= 并入的电流源吸收功率 10220s s p u i W '==?= 题解图(c )中,流经电阻的电流为 A R u i s R 25

10

==

=

由KCL 可知,流经s u 的电流为零,因此,s u 的功率为零。此时,电流源发出功率 10220s s p u i W ==?=

电阻消耗功率 W R u p s

205

102

2

===

注:本题说明,计算理想电源的功率,需计算理想电流源的端电压值和流经理想电压源的电

流值。而电流源的端电压可以有不同的极性,流经电压源的电流可以有不同的方向,它们的数值可以在0∞ 之间变化,这些变化取决于外接电路的情况。因此,理想电源可以对电路提供能量(起电源作用),也可以从外电路接收能量(充当其它电源的负载)。

1-12 试求图示电路中每个元件的功率。

解:(a )图中,由于流经电阻和电压源的电流为0.5A ,所以电阻消耗功率 W RI P R 5.05.0222=?== 电压源吸收功率 W I U P s s U 5.05.01=?==

由于电阻电压 V RI U R 15.02=?== 得电流源端电压 V U U U s R 211=+=+= 电流源发出功率 W U I P s I 125.0=?==

(b )图中Ω2电阻的电压 V U R 112=-= 所以有 A

U I R

5.02

121===

A I 11

12==

由KCL 得 A I I I 5.015.0213-=-=-= 故V 2电压源发出功率 W I P 15.0221=?=?=

V 1电压源发出功率 W I P 5.05.01)(23=?=-?= Ω2电阻消耗功率 W I P 5.05.022221=?=?= Ω

1电阻消耗功率 W I P 1111222=?=?=

1-13 试求图中各电路的电压U ,并讨论其功率平衡。

解:应用KCL 先计算电阻电流R I ,再根据欧姆定律计算电阻电压,从而得出端电压

U

,最后计算功率。

(a )图中 A I R 862=+=

V I U U R R 16822=?=?== 所以输入电路的功率为 W U P 322162=?=?= 电流源发出功率 W U P I 961666=?=?=

电阻消耗功率 W I P R R 1288222

2=?=?=

显然R I P P P =+,即输入电路的功率和电源发出的功率都被电阻消耗了。 (b )图中 A I R 426=-=

V I U U R R 8422=?=?== 所以输入电路的功率为 W U P 16282-=?-=?-= 电流源发出功率 W U P I 484866=?=?=

电阻消耗功率 W I P R

R 324222

2=?=?= 显然仍满足 R I P P P =+

实际上电源发出的功率被电阻消耗了32W ,还有16W 输送给了外电路。 (c )图中 A I R 242-=-=

V I U U R R 6)2(33-=-?=?== 所以输入电路的功率为 W U P 12262-=?-=?= 电流源发出功率 W P I 2464=?=

电阻消耗功率 W I P R R 12)2(332

2=-?=?=

即满足 R I P P P =+ (d )图中 A I R 235=-=

V I U U R R 8244=?=?== 各部分功率分别为 W U P 40585=?=?= W U P I 24833-=?-=?-=

W I P R R 1624422=?=?=

仍满足 R I P P P =+

1-14 电路如图所示,试求:(1)电流1i 和ab u [图(a )];(2)电压cb u [图(b )]。

解(a ):受控电流源的电流为 A i i 25

109.01===

所以 A i 222.29

.021≈=

V i i i u ab ab 899.09

201.04)9.0(4411≈??=-?=?=

解(b ):因为V u 10521=?=,故受控电流源的电流为

A u i 5.01005.005.01=?== 而 V i u ac 105.02020=?=?=

V u ab 3-=

所以 V u u u ab ac cb 13310-=--=+-= 注:本题中出现了受控源,对受控源需要明确以下几点:

(1)受控源是用来表征在电子器件中所发生的物理现象的一种模型,是大小和方向受电路中其它地方的电压或电流控制的电源。在电路中,受控源与独立源本质的区别在于受控源不是激励,它只是反映电路中某处的电压或电流控制另一处的电压或电流的关系。

(2)受控源分受控电压源和受控电流源两类,每一类又分电压控制和电流控制两类。计算分析有受控源的电路时,正确地识别受控源的类型是很重要的。

(3)求解含有受控源的电路问题时,从概念上应清楚,受控源亦是电源,因此在应用KCL,KVL 列写电路方程时,先把受控源当作独立源一样看待来写基本方程,然后注意受控源受控制的特点,再写出控制量与待求量之间的关系式。

1-15 对图示电路:

(1)已知图(a )中,12,1R i A =Ω=,求电流i ;

(2)已知图(b )中,Ω=Ω===1,5.4,2,10211R R A i V u s ,求2i 。

解(a ):对图中右边的回路列KVL 方程(顺时针方向绕行)有 5101=--i Ri 则 A R

i i 5.72

1

5105101

=?+=

+=

解(b ):电阻1R 两端的电压为

V i R u R 925.4111

=?==

对左边回路列KVL 方程有

011

=+-u u u s R

则 V u u u R s 19101

1=-=-=

从图中右边回路的KVL 方程的

031122=-+R u u i R

11

22

393161

R u u i A

R --?=

=

=

注:本题求解中主要应用了KVL 。KVL 是描述回路中各支路(或各元件)电压之间关系的,它

反映了保守场中做功与路径无关的物理性质。应用KVL 列回路电压方程时 ,应注意:(1)首先要指出回路中各支路或元件上的电压参考方向,然后指定有关回路的绕行方向(顺时针或逆时针均可);(2)从回路中任一点开始,按所选绕行方向依次迭加各支路或元件上的电压,若电压参考方向与回路绕行方向一致,则该电压取正值,否则取负值。

1-16 对图示电路,若:(1)321,,R R R 值不定;(2)321R R R ==。

在以上两种情况下,尽可能多的确定其他各电阻中的未知电流。

解:设定各电阻中未知电流的参考方向如图所示。

(1)若321,,R R R 值不定,321,,i i i 不能确定。对图中所示闭合面列KCL 方程,根据 流进的电流等于流出的电流有

A i 16434=-+=

对A 点列KCL 方程,可以解得

A i i 131021)10(245=++=--+=

(2)若321R R R ==,对右边回路和B ,C 结点列KVL 和KCL 方程,有

??

?

??+=+==++4303221332211i i i i i R i R i R 把方程组整理,代入321R R R ==的条件,得

???

??=-=-=++4

3032

21321i i i i i i i 应用行列式法解上面方程组

10114013110 3110011

1111=--=?=--=?

114

1

3110

11

11

4

031

1

0132-=-=?=-=? 所以 A i A i A i 311 , 31 ,310

332211-=?

?==??==

??=

45,i i 的值同(1)。

注:从本题的求解过程中可以看出KCL 是描述支路电流之间关系的,而与支路上元件的性质无

关。KCL 实质是反映电荷守恒定律,因此,它不仅适用于电路中的结点,对包围部分电路的闭合面也是适用的。应用 KCL 列写结点或闭曲面电流方程时应注意:(1)方程是依据电流的参考方向建立的,因此,列方程前首先要指定电路中各支路上电流的参考方向,然后选定结点或闭曲面;(2)依据电流参考方向是流入或流出写出代数方程(流出者取正号,流入者取负号,或者反之。也可以用流入等于流出表示)。

1-17 图示电路中,已知V u V u V u V u V u 1,3,5,3,26737252312=====,尽可能多地确定其他各元件的电压。

解:已知V u u V u u V u u V u u j c d b 1,5,3,267252312========,选取回路列KVL 方程。

对回路(①②⑤①)有 251215u u u u a +== 所以 V u a 752=+=

对回路(①②③①)有

V

u u u u k 532231213=+=+==

对回路(②③④⑦⑥⑤②)有

025********=---+u u u u u

所以

V

u u u u u u

f

05133 25

67372356=--+=--+==

对回路(③④⑦⑥③)有

V

u u u u e 213673736=-=-==

对回路(⑤⑥⑦⑤)有

V

u u u u i 110675657=+=+==

1-18 对上题所示电路,指定个支路电流的参考方向,然后列出所有结点处的KCL 方程,并说明这些方程中有几个是独立的。

解:支路电流的参考方向如图所示,各结点的KCL 方程分别为(以流出结点的电流为正)

①0k b a =++i i i ②0d c b =++-i i i ③0k e g d =-++-i i i i ⑤0i f c a =++--i i i i

⑥0j f e =+--i i i ⑦0g i j =---i i i

把以上6个方程相加,得到00=的结果。说明6个方程不是相互独立的,但是其中任意5个方程是相互独立的。

注:一个有n 个结点的电路,依KCL 列结点电流方程,则n-1个方程将是相互独立的。这是

因为任一条支路一定与电路中两个结点相连,它上面的电流必定从其中一个结点流出,又流入另一个结点,因此,在n 个KCL 方程中,每个支路电流一定出现2次,一次为正,另一次为负,若把n 个方程相加,必定得到等于零的恒等式。即n 个KCL 方程不是相互独立的,但从n 个方程中任意去掉一个结点电流方程,余下的n-1个方程是相互独立的。

1-19 电路如图所示,按指定的电流参考方向列出所有可能的回路的KVL 方程。这些方程都独立吗?

解:图示电路共有题解1-19图所示的7个回路,其KVL 方程分别为(取顺时针绕行方向):

①015552211=+-++s s u u i R i R i R ②05556644=-++i R u i R i R s

③0111664422=++++i R u i R i R i R s ④011166333=+++-i R u i R u i R s s ⑤03224433=---s u i R i R i R

⑥011135554433=++--+-s s s u i R u u i R i R i R ⑦03225556633=---++s s u i R i R u i R i R 从以上方程不难发现有下列关系存在,即:

①+②=③ ①+⑤=⑥ ⑤+②=⑦ ①+②+⑤=④

由此说明,从方程①,②,⑤可以导得方程③,④,⑥,⑦,同样从方程④,⑤,⑥可以导得方程①,②,③,⑦等等,这说明7个KVL 方程不是相互独立的,独立的方程只有三个。

注:对于一个有n 个结点,b 条支路的电路,可以证明,其独立的KVL 方程数为(b-(n-1))

个。把能列写独立方程的回路称为独立回路,本题有结点n=4,支路b=6,所以其独立的回路数为b-(n-1)=3。一般在列KVL 方程时,独立回路可以这样选取:(1)使所选各回路都包含一条其它回路所没有的新支路;(2)对平面电路,其网孔即为独立回路,如本题中方程①,②,⑤即为按网孔列出的KVL 方程,它们是相互独立的。

1-20 利用KCL 和KVL 求解图示电路中的电压u 。

解:在(a )图中设电流i ,右边网孔的KVL 方程为

108822=+i i

电路 第四版 答案(第三章)

第三章电阻电路的一般分析 电路的一般分析是指方程分析法,它是以电路元件的约束特性(VCR)和电路的拓扑约束特性(KCL,KVL)为依据,建立以支路电流或回路电流,或结点电压为变量的回路方程组,从中解出所要求的电流、电压、功率等。方程分析法的特点是:(1)具有普遍适用性,即无论线性和非线性电路都适用;(2)具有系统性,表现在不改变电路结构,应用KCL,KVL,元件的VCR建立电路变量方程,方程的建立有一套固定不变的步骤和格式,便于编程和用计算机计算。 本章的重点是会用观察电路的方法,熟练运用支路法、回路法和结点电压法的“方程通式”写出支路电流方程、回路方程和结点电压方程,并加以求解。 3-1 在一下两种情况下,画出图示电路的图,并说明其节点数和支路数(1)每个元件作为一条支路处理;(2)电压源(独立或受控)和电阻的串联组合,电流源和电阻的并联组合作为一条支路处理。 解:(1)每个元件作为一条支路处理时,图(a)和(b)所示电路的图分别为题解3-1图(a1)和(b1)。 图(a1)中节点数6 b = = n,支路数11 图(b1)中节点数7 = b n,支路数12 = (2)电压源和电阻的串联组合,电流源和电阻的并联组合作为一条支路处理时,图(a)和图(b)所示电路的图分别为题解图(a2)和(b2)。 图(a2)中节点数4 b = n,支路数8 = 图(b2)中节点数15 b = n,支路数9 =

3-2指出题3-1中两种情况下,KCL,KVL独立方程数各为多少 解:题3-1中的图(a)电路,在两种情况下,独立的KCL方程数分别为 (1)5 1= = 4 n 1 - - 1= 6 - 1 - = n(2)3 独立的KVL方程数分别为 (1)6 1= 8 4 + - -n + = 1 b 1= 11 1 b(2)5 + 6 + - -n = 图(b)电路在两种情况下,独立的KCL方程数为 (1)6 1= 5 - = 1 n - 7 n(2)4 1= 1 - = - 独立的KVL方程数分别为 (1)6 + 1= 9 5 b 1 -n + = - = 12 7 1 b(2)5 1= -n + + - 3-3对题图(a)和(b)所示G,各画出4个不同的树,树支数各为多少

电路理论基础第四版 孙立山 陈希有主编 第4章习题答案详解

教材习题4答案部分(p126) 答案4.1 解:将和改写为余弦函数的标准形式,即 2 3 4c o s (190)A 4c o s (190180)A 4c o s (10)A 5s i n (10)A 5c o s (1090)A 5c o s (80)A i t t t i t t t ωωωωωω =-+?=+?-?=+?=+?=+?-?=-? 电压、电流的有效值为 123100270.7V , 1.414A 22 452.828A , 3.54A 22 U I I I ======== 初相位 1 2 3 10,100,10,80u i i i ψψψψ====- 相位差 1 1 1010090u i ?ψψ=-=-=- 1 1 u i u i 与正交,滞后于; 2 2 10100u i ?ψψ=-=?-?= u 与同相; 3 3 10(80)90u i ?ψψ=-=?--?= u 与正交,u 超前于 答案4.2 ()()()(). 2222a 10c o s (10)V -8 b 610a r c t g 10233.1V ,102c o s (233.1)V -6 -20.8c 0.220.8a r c t g 20.889.4A ,20.8c o s (89.4)A 0.2 d 30180A ,302c o s (180)A m u t U u t I i t I i t ωωωω= -?=+∠=∠?=+?=+∠=∠-?=-?=∠?=+? 答案6.3 解:(a)利用正弦量的相量表示法的线性性质得: 1 122 1,U I n U I n ==- (b)磁通相量通常用最大值表示,利用正弦量的相量表示法的微分性质得: m j m U N ω=Φ (c) 利用正弦量的相量表示法的线性性质与微分性质得:

第十三章 电路初探单元测试卷(含答案解析)

第十三章电路初探单元测试卷(含答案解析) 一、初三物理第十三章电路初探易错压轴题提优(难) 1.瑞瑞和欢欢在网络上看到用土豆点亮LED小灯泡的视频,为了验证视频的真实性,他们找来一些物品,按照视频中的方式连接了如图所示的实验电路: (1)闭合开关后,LED小灯泡果真被点亮了。此时,土豆相当于电路中的__________,该装置实现的能量转化是___________能转化为电能; (2)为什么土豆能够点亮LED小灯泡呢?通过查找资料他们了解到:铜片和锌片在电解质(即土豆中富含的果酸)的作用下,使电子由锌片处出发并沿着导线经过LED小灯泡到达铜片处,因此闭合电路中会产生电流。由此可知,该土豆电池的正极是________片;(3)为了验证土豆电池的正负极,他们还可以选用下列实验仪器中的_______(填字母代号)进行判断; A.小灯泡 B.电压表 C.电阻 极板 铜片和铝片间的电压/V铜片和锌片间的电压/V 果蔬材料种类 西红柿0.470.93 苹果0.550.96 柠檬0.620.99 (4)根据获得的知识,瑞瑞和欢欢又找来了更多物品进行创新实验。在果蔬中插入不同金属制成的极板(极板材料不同),并保持两块极板间的距离、极板与果蔬的接触面积不变,测量两块极板之间的电压,结果如上表中数据及相关条件可知:果蔬电池的电压与 ________和________有关。 【答案】电源化学铜 B 果蔬种类极板材料 【解析】 【分析】 【详解】 (1)[1][2]闭合开关后,土豆消耗化学能,产生电能,使LED小灯泡被点亮,所以土豆相当于电路中的电源,该装置实现的能量转化是化学能转化为电能。 (2)[3]铜片和锌片在电解质的作用下,使电子由锌片处出发并沿着导线经过LED小灯泡到达铜片处,因此闭合电路中会产生电流,因为电流方向与电子定向移动方向相反,则电流方向是由铜片流向锌片,而电流是从电源正极流出,所以该土豆电池的正极是铜片。

机械工程师笔试题(带答案)

机械工程师应聘笔试试题 姓名 ______________ 分数 _____________________________ 填空(35分) 1、为了使机构具有确定的运动,则机构的原动件的数目应 等于 机构自由度的数目,当机构的原动件 数 小于 机构的自由度时,机构的运动将不确定;当机构的原动件数 大于 机构的自由度时,将导致 机构中最薄弱的环节损坏。 2、按照所承受的载荷不同,弹簧可以分为 拉伸弹簧、压缩 弹簧、扭转 弹簧、弯曲弹簧四种;为了 使弹簧能够可靠地工作,弹簧材料必须具有高的 弹性 极限和 疲劳 极限,同时应具有足够的韧性和 塑性,以及良好的可热处理性。 3、钢的常规热处理主要有:淬 ____ 、退火、正火、回火,主要的化学热处理有 渗碳 共渗等。 表面用去除材料的方法获得,且所有的表面具有相同的粗糙度。 5、Q235是 低碳 钢(低碳钢/中碳钢/高碳钢),235的含义为 屈服强度数值 6、金属的硬度按试验方法不同,可用 布氏硬度()、洛氏硬度()、维氏硬度()和肖氏硬度等表示。 7、在机械制图中,1 : 2的比例是缩小的比例,如果实物种有一个结构的长度尺寸为 20,那么在制图时 应画10 ,在标注这一尺寸时应标尺寸为 20 。 选择(可多选30分) 2、为了保证螺纹联接的安全可靠,设计时必须采用有效的防松措施,防松措施主要有摩擦防松、机械 防松以及铆冲防松等,下列哪几种方法属于摩擦防松措施 A D 。 A 设置弹簧垫圈 B 放置止动垫圈 C 加设串联钢丝 D 设置对顶螺母 3、尺寸公差是指 _D A 允许的最大极限尺寸 B 允许的最小极限尺寸 C 尺寸的上、下偏差 D 允许尺寸的变动量 4、 请选择正确的左视图 _B _____ 。 frr-n SHSH Cl ) (b> 何 ⑷ 5、 制作零件工艺过程时,首先研究和确定的基准是 亠。 氮化 碳氮 1、下列螺纹类型中,起联接作用的是 AD ,起传动作用的是 BC A 米制锥螺纹 B 矩形螺纹 C 锯齿形螺纹 D 管螺纹

《电路原理》作业及答案

第一章“电路模型和电路定律”练习题 1-1说明题1-1图(a)、(b)中:(1)u、i的参考方向是否关联?(2)ui乘积表示什么功率? (3)如果在图(a)中u>0、i<0;图(b)中u>0、i>0,元件实际发出还是吸收功率? i u- + 元件 i u- + 元件 (a)(b) 题1-1图 1-4 在指定的电压u和电流i的参考方向下,写出题1-4图所示各元件的u和i的约束方程(即VCR)。 i u- + 10kΩi u- + 10Ωi u- + 10V - + (a)(b)(c) i u- + 5V + -i u- + 10mA i u- + 10mA (d)(e)(f) 题1-4图 1-5 试求题1-5图中各电路中电压源、电流源及电阻的功率(须说明是吸收还是发出)。

15V + - 5Ω 2A 15V +-5Ω 2A 15V + - 5Ω2A (a ) (b ) (c ) 题1-5图 1-16 电路如题1-16图所示,试求每个元件发出或吸收的功率。 0.5A 2U +- 2ΩU + - I 2Ω1 2V + - 2I 1 1Ω (a ) (b ) 题1-16图 A I 2

1-20 试求题1-20图所示电路中控制量u 1及电压u 。 ++2V - u 1 - +- u u 1 + - 题1-20图

第二章“电阻电路的等效变换”练习题 2-1电路如题2-1图所示,已知u S=100V,R1=2kΩ,R2=8kΩ。试求以下3种情况下的电压 u 2 和电流 i2、i3:(1)R3=8kΩ;(2)R3=∞(R3处开路);(3)R3=0(R3处短路)。 u S + - R 2 R 3 R 1 i 2 i 3 u 2 + - 题2-1图

上海民办交华中学物理第十三章 电路初探综合测试卷(word含答案)

上海民办交华中学物理第十三章电路初探综合测试卷(word含答案) 一、初三物理第十三章电路初探易错压轴题提优(难) 1.小宇同学在“探究串联电路电压规律”的实验时,得到“电源两端电压总大于各用电器两端电压之和”的结论,这与之前“电源两端电压等于各用电器两端电压之和”的猜想不符。小宇用图甲所示的电路继续进行探究: (1)测量电源及灯泡两端电压,电压表接在AB两点,是为了测量灯___两端的电压,闭合开关,电压表的示数(如图乙所示)是____V; (2)接着小宇直接将电压表接A点的接线改接到D点,闭合开关后,发现电压表_______; (3)纠正错误后,小宇测出导线BC间的电压大约为0.05V。由此得知导线分压可能是造成结论与猜想不符的原因。为了能更明显地观察到导线分压的现象,应选择较__(选填“粗”或“细”)的导线,原因是在长度和材料相同时,__________电阻越大。 【答案】L1 1.7 指针反偏(或指针偏向0刻度线的左边)细橫截面积越小 【解析】 【分析】 【详解】 (1)[1]电压表要和被测用电器并联,当电压表接在AB两点时,和灯L1并联,所以测的是L1两端的电压。 [2]根据乙图,电压表选择的是0—3V的量程,分度值为0.1V,所以电压表的示数为1.7V。 (2)[3]将电压表接A点的接线改接到D点,闭合开关后,电流从电压表的负接线柱流入正接线柱流出,此时电压表接反了,所以指针会反向偏转。 (3)[4][5]为了让分压更加明显就是要增大导线的电阻,所以要选择更细的导线,因为在材料和长度一定是,导体的横截面积越小电阻越大。 2.在探究并联电路电流规律的实验中,如图甲是实验的电路图. (1)连接电路之前,开关应处于_______状态;电流表应______(选填“串联”或“并联”)在被测电路中.若要测量干路电流,则电流表应接在甲图中的________点. (2)小明同学在测量A处的电流时,发现电流表的指针偏转如图乙所示,原因是____;在排除故障后,电流表的示数如图丙所示,则电流表的示数为_________A. (3)表是小亮同学在实验中用两盏规格相同的灯泡得出的实验结论是:在并联电路中,干

《电路及磁路》习题集答案

第一章习题集答案 一、填空题 1. B,A,B,A。 2. 电源,负载,中间环节。 3. 定向,正电荷。 4. 5,2,-18。 5. 电压源,电流源。 6. 外电路,电源内部。 7. 2A,5Ω。 8. 10V,3Ω。 9. 三条,三条。 10. 支路,回路。 11. 节点电流,∑I=0。 12. 回路电压,∑U=∑IR。 13. 电流,绕行。 14. 1A,-12V。 15. 1A,0A。 二、判断题√× 1√ 2√ 3× 4√ 5× 6× 7× 8√ 9× 10√ 11× 12√ 13× 14× 15√ 16× 17× 18× 19√ 20√ 21× 22× 23× 24× 25× 26√ 27× 28√ 29√ 30√ 三、选择题 1B 2B 3B 4A 5D 6A 7B 8B 9C 10C 11B 四、计算题 1. 1.8kW.h 2.(a)25V、100Ω,(b)1 W 3.(a)U ab=8V;(b)U ab=-12V;(c)U ab=-3V 4.I1 =58.8mA,I2 =-397mA, U ab =3.06V 5. W=53.4度。 第二章习题集答案 一、填空题 1. 电流,正。 2. 电压,反。 3. 14V,7Ω。 4. 8A,4V。 5.1:1;1:2;1:2。 6. 1:1;2:1;2:1。 7. 1A,200V。 8. 电流,电压,功率。 9. 2A,1A,3A。 10. 两个出线端,电源。 11. 开路,0。 12. 8V,4Ω。 13. 10V,3Ω。 14. 10V,2Ω。 二、选择题 1B 2C 3D 4A 5B 6D 7C 8C 9D 10B 11B 三、判断题×√ 1× 2√ 3× 4× 5√ 6× 7× 8× 9√ 10√ 11√ 12× 13√ 14√ 四、计算题

成都树德中学物理第十三章 电路初探单元测试卷附答案

成都树德中学物理第十三章电路初探单元测试卷附答案 一、初三物理第十三章电路初探易错压轴题提优(难) 1.小红同学对串联电路的电压规律进行了探究. (猜想与假设)串联电路总电压等于各用电器两端的电压之和. (设计与进行实验) (1)按如图所示的电路图连接电路. (2)闭合开关,排除故障,用电压表在AB间测出L1两端的电压. (3)在测L2两端的电压时,小明为了节省时间,采用以下方法:电压表所接的B接点不动,只断开A接点,并改接到C接点上. (4)测出AC间的电压,得出结论. (交流与评估) (1)在拆接电路时,开关必须_________. (2)闭合开关,发现电压表示数为零,则小灯泡的故障可能是L1______或 L2_______.(填“短路”或“断路”) (3)小明用步骤3的方法能否测出L2两端的电压?_________,为什么? ___________________________. (4)方法改进后,测出AB、BC、AC间的电压记录在下面表格中,小明分析实验数据得出结论:_________________.此实验在设计方案上存在的不足之处是_________. U AB/V U BC/V U AC/V 2.4 1.4 3.8 【答案】断开短路断路不能电压表的正负接线柱接反了串联电路中总电压等于各用电器两端的电压之和只做一次实验,一组实验数据得出的实验结论不具普遍性 【解析】 【分析】 【详解】 (1)在做电学实验连接电路的过程中,开关应是断开的; (2)由图示可知,当灯泡L1短路时,电压表短路,示数为0;当灯泡L2断路时,整个电路断开,电压表的示数为0; (3)当采用步骤3的操作时,会使电压表正负接线柱反接,不能测出灯泡L2两端的电压; (4)得出的结论为:串联电路中总电压等于各用电器两端的电压之和;由于只做了一次实

电子电路基础习题册参考题答案_第一章

电子电路基础习题册参考答案(第三版)全国中等职业技术 第一章常用半导体器件 §1-1 晶体二极管 一、填空题 1、物质按导电能力的强弱可分为导体、绝缘体和半导体 三大类,最常用的半导体材料是硅和锗。 2、根据在纯净的半导体中掺入的杂质元素不同,可形成 N 型半导体和 P 型半导体。 3、纯净半导体又称本征半导体,其内部空穴和自由电子数 相等。N型半导体又称电子型半导体,其内部少数载流子是 空穴;P型半导体又称空穴型半导体,其内部少数载流子是 电子。 4、晶体二极管具有单向导电性,即加正向电压时,二极管导通,加反向电压时,二极管截止。一般硅二极管的开启电 压约为 0.5 V,锗二极管的开启电压约为 0.1 V;二极管导通后, 一般硅二极管的正向压降约为 0.7 V,锗二极管的正向压降约为 0.3 V。 5.锗二极管开启电压小,通常用于检波电路,硅二极管反向电 流小,在整流电路 及电工设备中常使用硅二极管。 6.稳压二极管工作于反向击穿区,稳压二极管的动态电阻越小,其稳压性能好。

7在稳压电路中,必须串接限流电阻,防止反向击穿电流超过极限值而发生热击穿损坏稳压管。 8二极管按制造工艺不同,分为点接触型、面接触型和平面型。 9、二极管按用途不同可分为普通二极管、整流二极管、稳压二极管、 开关、热敏、发光和光电二极管等二极管。 10、二极管的主要参数有最大整流电流、最高反向工作电压、反向饱和电流和最高工作频率。 11、稳压二极管的主要参数有稳定电压、稳定电流和动态电阻。 12、图1-1-1所示电路中,二极管V1、V2均为硅管,当开关S与M 相接时,A点的电位为 无法确定 V,当开关S与N相接时,A点的电位为 0 V. 13图1-1-2所示电路中,二极管均为理想二极管,当开关S打开时,A点的电位为 10V 、 流过电阻的电流是 4mA ;当开关S闭合时,A点的电位为 0 V,流过电阻的电流为 2mA 。 14、图1-1-3所示电路中,二极管是理想器件,则流过二极管V1的电流为 0.25mA ,流过V2的电流为 0.25mA ,输出电压U0为+5V。

电路原理作业一

第一章 作业 1-1. 在题图1-1中,若电压源12S U V =,电阻12R =Ω,试在图示参考方向下求支路电流I 。 解:以电压源为参考方向,I=-1A 1-2. 求图1-2各支路中未知量的值。 解: a R=(10-4)/2=3Ω b U=10+2×2=14V c U=14V 1-3. 在题图1-3a 、b 所规定的参考方向下,若电压U 和电流I 的代数值均为正,试分析两 个网络实际发出还是吸收功率? 解: a 吸收功率 U s 题图1-3 I I U U a b =?4V 2Ω10V Ω a b c 题图1-2 题图1-1

b 发出功率 1-4.题图1-4是一个简化的晶体管电路,求电压放大倍数 / i U U,再求电源发出的功率和 负载 L R吸收的功率。 解:Ii方向作参考正方向。Ui=IiR,I0=-k I Ii,U0=I0 R L,U0/Ui=-k l R L /R P吸收=I02R L= 2L I i i R k I U R 1-5.题图1-5所示电路中,电流源6 S I A =,电阻 1 1 R=Ω, 2 2 R=Ω, 3 3 R=Ω, 4 6 R=Ω, 求电流 I。 解:R总=R1R2/(R1+R2)+R3R4/(R3+R4)=8/3。I0=1A 1-6.题图1-6所示电路中,已知电流源 S I发出功率为4W,试求电阻R的值。 题图1-4 2Ω 题图1-5

解: (2+R)×4/(4+2+R) + 2=4 R=2Ω 1-7.题图1-7所示电路中,电压源分别为 1 E=6V, 2 E=8V,R=7Ω,试求电流I。 解: E1+E2=IR 6+8=7I I=2A 1-8.在题图1-8所示电路中,已知电流源 1S I=2A, 2 S I=1A,R=5Ω, 1 R=1Ω, 2 R=2Ω,试求电流I、电压U为多少? 解:节点电流法得知:I S1=I-I S2 即I=2+1=3A U=RI=5×3=15V 题图1-7 题图1-6 题图1-8

沧州物理第十三章 电路初探单元测试卷(含答案解析)

沧州物理第十三章 电路初探单元测试卷(含答案解析) 一、初三物理第十三章 电路初探 易错压轴题提优(难) 1.在“测定小灯泡额定功率”实验中,小华同学用如图所示的实验器材进行了实验,其中电源电压保持6V 不变,小灯泡的额定电压为3.8V ,小灯泡的灯丝电阻大约10Ω,滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”. (1)请用铅笔画线代替导线,在答题纸上将图甲的实物电路连接完整(连线不得交叉)____. (2)小华实验中,移动滑片P 到某处,发现电压表的示数为3V ,为了能测量小灯泡的额定功率,他将滑片P 向________(选填“左”或“右”)端滑动,直到电压表的示数为 3.8V 时,观察电流表的指针位置如图乙所示,此时电流表的示数为________ ,小灯泡的额定功率为________. (3)小华想:滑动变阻器接入电路的阻值增大时,通过它的电流________,它两端电压________,(选填“变大”“变小”或“不变”)它消耗的功率是增大还是减小呢____? 【答案】 左 0.4A 1.52W 变小 变大 先增大在减小 【解析】 【分析】 【详解】 (1)灯泡的额定电流: 3.8=0.3810P V I A U W = =,因此电流表选择0~0.6A 的量程;用线把电流表0.6A 的接线柱、灯泡以及滑动变阻器上面任一接线柱连起来即可:

(2)电压表测灯泡电压,要测灯泡的额定功率,使灯泡两端电压为3.8V,使电压表的示数由3V增大到3.8V,要使灯泡电压增大,需要电流增大,总电阻减小,滑动变阻器电阻减小,滑片向左端移动.电流表选择0~0.6A量程,每一个大格代表0.2A,每一个小格代表0.02A,电流为0.4A,则灯泡的额定功率: 3.80.4 1.52 P UI V A W ==?=; (3)滑动变阻器接入电路的阻值增大时,通过它的电流变小,电路总电压不变,根据串联电路电阻分压规律可知,它两端的电压变大,设滑动变阻器接入电路电阻为R,电路电流 = U I R R + ,则根据P滑=I2可知: 22 2 22 000 () 100 220 U U R U R R R R R R R R R ?== Ω +++++Ω;又因为R的变化范围是0~20Ω,所以所以当滑动变阻器接入电路的阻值增大,它消耗的功率先增大后减小(当R滑=10Ω时消耗的功率最大). 【点睛】 点评:本题涉及电压表的读数、滑动变阻器的变阻原理、电功率的计算,要认真审题,注意隐含条件,虽综合性强,但都属于基础知识,难度适中. 2.小宇同学在“探究串联电路电压规律”的实验时,得到“电源两端电压总大于各用电器两端电压之和”的结论,这与之前“电源两端电压等于各用电器两端电压之和”的猜想不符。小宇用图甲所示的电路继续进行探究: (1)测量电源及灯泡两端电压,电压表接在AB两点,是为了测量灯___两端的电压,闭合开关,电压表的示数(如图乙所示)是____V; (2)接着小宇直接将电压表接A点的接线改接到D点,闭合开关后,发现电压表_______; (3)纠正错误后,小宇测出导线BC间的电压大约为0.05V。由此得知导线分压可能是造成结论与猜想不符的原因。为了能更明显地观察到导线分压的现象,应选择较__(选填“粗”或“细”)的导线,原因是在长度和材料相同时,__________电阻越大。 【答案】L1 1.7 指针反偏(或指针偏向0刻度线的左边)细橫截面积越小 【解析】 【分析】 【详解】

第1章电路基本概念与电路定律习题与答案

第1章 习题与解答 1-1 2C 的电荷由a 点移到b 点,能量的改变为20J ,若(1)电荷为正且失去能量;(2)电荷为正且获得能量;求ab u 。 解:(1)2C 的电荷由a 点移到b 点,2q C ?=,这时意味着电流从a 点流到b 点; 电荷为正且失去能量,2W OJ ?=,ab u 为正且 2102ab W OJ u V q C ?= ==? (2)2C 的电荷由a 点移到b 点,2q C ?=,这时意味着电流从a 点流到b 点; 电荷为正且获得能量,2W OJ ?=,ab u 为负且 2102ab W OJ u V q C ?-===? 所以 10ab u V =- 1-2 在题1-2图中,试问对于A N 与B N ,u i 、的参考方向是否关联此时下列各组乘积u i ?对A N 与B N 分别意味着什么功率并说明功率是从A N 流向B N 还是相反。 (a )15,20i A u V ==  (b) 5,100i A u V =-= 题1-2图 (c) 4,50i A u V ==- (d) 16,25i A u V =-=-

解:(a )15,20i A u V == ,此时A N 非关联,3000P ui W ==>,发出功率 B N 关联,3000P ui W ==>,吸收功率。功率从A N 流向B N 。 (b) 5,100i A u V =-= ,此时A N 非关联,5000P ui W ==-<,吸收功率 B N 关联,5000P ui W ==-<,发出功率。功率从B N 流向A N 。 (c) 4,50i A u V ==- ,此时A N 非关联,2000P ui W ==-<,吸收功率 B N 关联,2000P ui W ==-<,发出功率。功率从B N 流向A N 。 (d) 16,25i A u V =-=- ,此时A N 非关联,4000P ui W ==>,发出功率 B N 关联,4000P ui W ==>,吸收功率。功率从A N 流向B N 。 1-3 题1-3图所示电路由5个元件组成,其中 12349,5,4,6,u V u V u V u V ===-=512310,1,2,1u V i A i A i A ====-。试求: (1) 各元件的功率; (2) 全电路吸收功率及发出功率各为多少说明了什么规律 u -+ 题1-3图 解:(1)元件1:919P ui W ==?=,电压与电流为关联方向,故吸收功率。 元件2:515P ui W ==?=,电压与电流为非关联方向,故发出功率。 元件3:428P ui W ==-?=-,电压与电流为关联方向,故发出功率。 元件4:6(1)6P ui W ==?-=-,电压与电流为关联方向,故发出功率。 元件5:10(1)10P ui W ==?-=-,电压与电流为非关联方向,故吸收功率。

电路原理习题答案相量法

第八章相量法 求解电路的正弦稳态响应,在数学上是求非齐次微分方程的特解。引用相量法使求解微分方程特解的运算变为复数的代数运运算,从儿大大简化了正弦稳态响应的数学运算。 所谓相量法,就是电压、电流用相量表示,RLC元件用阻抗或导纳表示,画出电路的相量模型,利用KCL,KVL 和欧姆定律的相量形式列写出未知电压、电流相量的代数方程加以求解,因此,应用相量法应熟练掌握:(1)正弦信号的 相量表示;(2)KCL,KVL的相量表示;(3)RLC元件伏安关系式的相量形式;(4)复数的运算。这就是用相量分析电路的理论根据。 8-1 将下列复数化为极坐标形式: (1)F1 5 j5;(2)F2 4 j3;(3)F3 20 j40; (4)F4 j10;(5)F5 3;(6)F6 2.78 j9.20。 解:(1)F1 5 j5 a a ( 5)2( 5)2 5 2 5 arctan 135 5 (因F1在第三象限) (2)F2 4 j3 ( 4)2 32 arctan(3 4) 5 143.13 (F2 在第二 象限) (3 )F3 20 j 40 202 402arctan(40 20) 44.72 63.43 (4 )F4 10j 10 90 (5)F5 3 3 180 (6)F6 2.78 j 9.20 2.78 29.20 2 arctan(9.20 2.78) 9.61 73.19 注:一个复数可以用代数型表示,也可以用极坐标型或指数 型表示,即 F a1 ja2 a a e j , 它们相互转换的关系为: 故F1 的极坐标形式 为F1 5 2 135

2 arctan 2 a 1 a 1 acos a 2 a sin 及实部 a 1和虚部 a 2的正负 8-2 将下列复数化为代数形式: (1) F 1 10 73 ;(2) F 2 15 112.6 ;(3) F 3 1.2 152 ; (4) F 4 10 90 ;(5) F 1 5 180 ;(6) F 1 10 135 。 解: ( 1) F 1 10 73 10 cos( 73 ) j10 sin( 73 ) 2.92 j 9.56 (2 ) F 2 15 112.6 15 cos112.6 15sin112.6 5.76 j13.85 (3) F 3 1.2 152 1.2cos152 1.2 sin 152 1.06 j 0.56 (4) F 4 10 90 j10 (5 ) F 1 5 180 5 (6) F 1 10 135 10 cos( 135 ) 10 sin( 135 ) 7.07 j 7.07 8-3 若 100 0 A 60 175 。求 A 和 。 解: 原式 =100 A cos 60 ja sin 60 175cos j175sin 根据复数相等 的 定义,应有实部和实部相等,即 Acos 60 100 175 cos A 2 100 A 20625 0 100 1002 4 2062 5 102.07 202.069 5 求i 1的周期 T 和频率 f 。 需要指出的,在转换过程中要注意 F 在复平面上所在的象限,它关系到 的取值 虚部和虚部相等 把以上两式相加,得 A sin 60 175 sin 解得 2 a 2

重庆物理第十三章 电路初探检测题(Word版 含答案)

重庆物理第十三章电路初探检测题(Word版含答案) 一、初三物理第十三章电路初探易错压轴题提优(难) 1.热敏电阻的阻值会随温度的改变而改变。小张同学用如图甲所示的电路来探究热敏电阻R T的阻值与温度的关系。已知M为控温器,电源电压未知但恒定不变,R为电阻箱(一种可以改变并读出阻值的变阻器)。因实验器材的限制,利用该电路无法直接测出热敏电阻的阻值,聪明的小张进行了如下操作: ①根据图甲连接电路,闭合开关前,将电阻箱的阻值调到足够大; ②控制控温器中液体温度为10℃,闭合开关,调节电阻箱的阻值,使电流表的示数达到某数值,记录此时电阻箱的阻值为26Ω; ③依次改变控温器中的液体温度,同时……,得到相关数据记录如下表所示。 分析并回答下列问题: (1)步骤③中“……”部分的操作是____。 (2)从表中可以得出结论:在一定温度范围,_____。 (3)在科技创新活动中,小张用该热敏电阻和电压表制成了一支指针式温度计(电路图如图乙所示,电压表未接入),它可以直接在电压表刻度盘上读出相应温度。闭合开关后,小华发现电流表有示数,将电压表依次并在各接线柱之间发现ab间无示数,接ac、bc间有示数,此时电路中的故障是____。小华重新正确连接电路后,若想要电压表的读数随温度的升高而增大,则应在原理图乙中_____两端接入电压表。 A.a、b B.b、c C.a、c 【答案】调节电阻箱的阻值,使电流表的示数保持不变热敏电阻的阻值随温度的升高而减小定值电阻短路A 【解析】 【详解】 (1)为了探究热敏电阻R T的阻值与温度的关系,应保持其他变量不变,即调节电阻箱阻值来保持电流表示数不变;(2)因为热敏电阻R t与电阻箱串联,而电路电流保持不变,所以电路总电阻保持不变,读表可知,那么随着温度升高,变阻箱电阻增大,即热敏电阻R T的减小。(3)如图乙:闭合开关后,小华发现电流表有示数,说明电路没有断路,将电压表依次并在各接线柱之间发现ab间无示数,而接ac、bc间有示数,则ab间一定发生短路;想要电压表的读数随温度的升高而增大,电路总电压不变的情况下,根据串联分压原理,定值电阻ab两端电压随热敏电阻R t减小而增加,故应接在ab之间,选A。

电路基础与集成电子技术-第13章习题解答

第13章 组合逻辑电路习题解答 【13-1】分析题图13-1所示电路的逻辑功能,写出输出的逻辑表达式,列出真值表,说明其逻辑功能。 解: (0,3,5,6)Y A B C A B C A B C A B C m A B C =+++= = ⊕⊕∑ 真值表见表13.1。 表13.1 Y C B A 100010000100111001011101 11 111000 根据真值表可以判断该电路是三变量异或非电路。 【13-2】题图13-2为由三个全加器构成的电路,试写出其输出F 1,F 2,F 3,F 4的表达式。 解: F 1=X Y Z ⊕⊕ 2()F X Y Z =⊕? 3F X Y Z =⊕ 4F XYZ = 【13-3】题图13-3为集成4位全加器74LS283和或非门构成的电路,已知输入DCBA 为BCD8421码,写出B 2 B 1的表达式,并列表说明输出''''A B C D 为何种编码? 解: 21B B D B A D C D C B C A ==++++=++ 若输入DCBA 为BCD8421码,列表可知D 'C 'B 'A '为BCD2421码。 【13-4】题图13-4是由3线/8线译码器74LS138和与非门构成的电路,试写出P 1和P 2的表达式,列出真值表,说明其逻辑功能。 解: P 1=(0,7)m ABC ABC =+∑ P 2=(1,2,3,4,5,6)m AB BC AC =++∑ 该电路为一致性判别电路,当A B C 相同时,P 1=1;当A B C 不相同时,P 2=1。 【13-5】题图13-5是由八选一数据选择器构成的电路,试写出当G 1G 0为各种不同的取值时的输出Y 的表达式。 解: 结果见表13.6。 表13.6

磁路 习题集

磁路习题集 一、填空题 1.定量描述磁场中各点磁场强弱和方向的物理量是______,表示符号___,它的单位是___,表示符号____。 2.磁滞是指磁材料在反复磁化过程中的的变化总是滞后于的变化现象。3.根据磁滞回线的形状,常把铁磁材料分成:_________、____________两类。 4.铁磁材料的磁化特性为______________、_____________、____________和_____________。5.用铁磁材料作电动机及变压器铁心,主要是利用其中的____________特性,制作永久磁铁是利用其中的____________特性。 6.铁磁材料被磁化的外因是________________,内因是________________。 7.交流铁心线圈电流不仅与外加电压的有效值有关还与有关。 8.不计线圈电阻,漏磁通影响时,线圈电压与电源频率成比,与线圈匝数成比,与主磁通最大值成比。 9.交流铁心线圈的磁化电流是指。 10.铁心线圈在正弦电流激励下,其磁通波形为,电压波形为。 11.正弦电流激励下的铁心线圈其电压与有关。 12.铁心损耗是指铁心线圈中的与的总和。 13.涡流是指交变磁场在铁心里感应生成的旋涡状。 14.不计线圈内阻、漏磁通、铁损时,交流铁心线圈可看成是元件。 15.不计线圈内阻、漏磁通、交流铁心线圈的电路模型可由组成串联模型。 二、判断题 1.硬磁材料的磁滞回线比较窄,磁滞损耗较大。() 2.若要消除铁磁材料中的剩磁必须在原线圈中加以反向电流。() 3.铁磁性物质磁化后的磁场强度可趋于无穷大。() 4.铁磁物质在反复磁化过程中H的变化总是滞后于B的变化。() 5.磁路的欧姆定律只适用一种媒介的磁路。() 6.磁场强度的大小与磁导率有关。() 7.在相同条件下,磁导率小的通电线圈产生的磁感应强度大。() 8.对比电路与磁路,可认为电流对应于磁通。() 9.交流铁心线圈电路的R不变,L及L 是非线性的。 ( ) s 10.交流铁心线圈的伏安特性是一条非线性曲线。() 11.交流铁心线圈的电流由外加电压与线圈内阻确定。() 12.交流铁心线圈的损耗为线圈内阻引起的能量损耗。() 13.交流电磁铁的线圈接到正弦电压源上时,若电压减半,频率减半,匝数不变时,线圈的磁感应强度也应减半。() 14.用等效正弦量代替非正弦量磁化电流的条件是频率相同,有效值相等。() 15.正弦电流激励下的交流铁心线圈电压与磁通成正比。() 16.正弦电流激励下的铁心线圈电压波形为非正弦量是由于铁磁材料的非线性造成的。()17.要减少铁心的磁滞损耗,则铁心应用硬磁材料组成。() 18.铁心线圈的电压为正弦量时,考虑磁滞影响时,其φ—i关系是铁磁材料的基本磁化曲线。() 19.交流铁心线圈的电压U等于感应电动势E。() 20.交流铁心线圈的等效电路模型中的电阻R对应于铁损电阻。()

燕山大学电路原理课后习题答案第三章

第三章 习 题(作业:1(a),3,5,6,8,11,13) 各位老师请注意: 更正:3-1题(b )答案有误,应由1A 改为-1A 。 3-14题:图3-14图(b)中的1I 改为:1I ? 3-1 利用叠加定理求3-1图中的U x 和I x 。 -- + +Ω 2Ω 2 Ω3 1 Ω 2I (a ) (b ) 题 3-1图 解:(a )叠加定理是指多个独立电源共同作用的结果,等于各独立源单独作用结果之和,当8V 电压源单独作用时的等效电路如题解3-1图(a1)所示。 -- + +8V Ω 2Ω 2? ? x U '。。 - -+ +3V Ω 2Ω 2? ? 。 。x U ' 'Ω 2Ω 2 (a1) (a2) (a3) 题解3-1(a)图 由此电路,得: V 482 22U =?+= 'x 当3V 电压源单独作用时等效电路如图(a2)所示,由此电路得: .5V 132 22U =?+=''x 当1A 电流源单独作用时等效电路如图(a3)所示,由此电路得: V 112 222U -=?+?-='''x 三个电源共同作用时,V 5.415.14U U U U =-+='''+''+'=x x x x

解:(b) 根据叠加定理,让每个电源单独作用,题3-1(b )图中1A 电流源单独作用时的等效电路如图(b1)所示,变形为图(b2)。由于电桥平衡,所以0I ='x 。 Ω3 1 Ω 2I (b1) (b2) 题解3-1(b)图 当3V 电压源单独作用时电路如图(b3)所示,变形为图(b4),则所求: Ω3 1 Ω 2I Ω3 1I (b3) (b4) 题解3-1(b)图 A 13 83138 484313I -=+-= +?+-=''x 因此,当两个电源共同作用时: A 110I I I -=-= ''+'=x x x 3-2 试用叠加定理求题3-2图中I 1 。 - + + - I 1 题 3-2图 解:根据叠加定理,让每个电源单独作用,让10V 电压源单独作用时电路如题解 3-2 图(a)所示,

邱关源《电路》第四版课后第一章答案

第一章电路模型和电路定律 电路理论主要研究电路中发生的电磁现象,用电流i、电压u和功率p等物理量来描述其中的过程。因为电路是由电路元件构成的,因而整个电路的表现如何既要看元件的联接方式,又要看每个元件的特性,这就决定了电路中各支路电流、电压要受到两种基本规律的约束,即: (1)电路元件性质的约束。也称电路元件的伏安关系(VCR),它仅与元件性质有关,与元件在电路中的联接方式无关。 (2)电路联接方式的约束(亦称拓扑约束)。这种约束关系则与构成电路的元件性质无关。基尔霍夫电流定律(KCL)和基尔霍夫电压定律(KVL)是概括这种约束关系的基本定律。 掌握电路的基本规律是分析电路的基础。 1-1说明图(a),(b)中,(1),u i的参考方向是否关联?(2)ui乘积表示什么功率?(3)如果在图(a)中0 u i <>,元件实际发出还是吸收功 >i u;图(b)中0,0 ,0< 率? 解:(1)当流过元件的电流的参考方向是从标示电压正极性的一端指向负极性的一端,即电流的参考方向与元件两端电压降落的方向一致,称电压和电流的参考方向关联。所以(a)图中i u,的参考方向为非关联。 u,的参考方向是关联的;(b)图中i (2)当取元件的i u,参考方向为关联参考方向时,定义ui p=为元件吸收的功率;当取元件的i u,参考方向为非关联时,定义ui p=为元件发出的功率。所以(a)图中的ui乘积表示元件吸收的功率;(b)图中的ui乘积表示元件发出的功率。 (3)在电压、电流参考方向关联的条件下,带入i u,数值,经计算,若0 p, > =ui 表示元件确实吸收了功率;若0 p,表示元件吸收负功率,实际是发出功率。(a)图 <

电路分析第三章答案

第三章习题 3.1 如题3.1图所示梯形电路。 ⑴ 已知24u V =,求1u 、i 和S u 。 ⑵ 已知27S u V =,求1u 、2u 和i 。 ⑶ 已知 1.5i A =,求1u 和2u 。 解:根据线性电路的性质,设: 211u k u = 22u k i = 23s u k u = 令:2V u 2= 可推出 6V u 2= 1A i = 27V u s = 因而可得: 3k 1= 0.5k 2= 27/2k 3= ⑴ 当24u V =时,有: 12V 43u 1=?= 2A 40.5i =?= 56V 42 27 u s =?= ⑵ 当27S u V =时,有: 2V 2727 2u k 1u s 32=?== 1A 20.5u k i 22=?== 6V 23u k u 211=?== ⑶ 当 1.5i A =时,有: 3V 1.50.5 1i k 1u 22=?== 9V 33u k u 211=?== 3.2 如题3.2图所示电路,已知9S u V =,3S i A =,用叠加定理求电路i 。 解:S u 单独作用时,有: 1163 S u i A = =+ S i 单独作用时,有: 23 163 S i i A =- =-+ 根据叠加定理可得: 12110i i i =+=-= 3.3 如题3.3图所示电路,求电压u 。如独立电压源的值均增至原值的两倍,独立电流源的值下降为原值的一半,电压u 变为多少? 解:根据KVL 列一个回路 113132(32)4u i V A A i =Ω?++?Ω+-?Ω 两个电压源支路可列方程:

1131(3)610i i +=-+ 由此可得: 13i A = 代入上式得: 331 32(323)4u V =?++?+-??= 若独立电压源的值均增至原值的两倍,独立电流源的值下降为原值的一半,由上式可知: 1132(1.5)620i i +=-+ 解得 13i A = 有: 332 1.52 (1.523)4 u V =?++?+-??=- 3.4 如题3.4图所示电路,N 为不含独立源的线性电路。已知:当12S u V =、 4S i A =时,0u V =;当12S u V =-、2S i A =-时,1u V =-;求当9S u V =、1S i A =-时的电压u 。 解:根据线性电路的叠加定理,有: 12S S u k u k i =+ 将已知数据代入,有: 120124k k =+ 121122k k -=-- 联立解得: 116k = 212 k =- 因而有: 11 62S S u u i =- 将9S u V =、1S i A =-代入 可得: 11 9(1)262 u V =--= 3.5 如题3.5图所示电路,已知当开关S 在位置1时,I=40mA ;当S 在位置2时,I=-60mA ;求当S 在位置3时的I 解:设电源S U 和S I 对电流I 的贡献为I 根据线性电路的叠加定理,有: /I I kU =+ 其中U 为开关外接电源的作用。 开关S 在位置1时,有 /400I k =+? 此时可将U 视为0 开关S 在位置2时,有 /604 I k -=- 由上可解得: 25k = /40I = 当S 在位置3时,6U V =,则有:

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