苑尚尊电工与电子技术基础第2版习题参考答案第1章

第1章 直流电路及其分析方法习题解答
习 题 一
1.1 题1.1图所示电路由4个元件组成，电压电流的参考方向如图中所示。

已知U 1= –5V ，U 2=15V ，I 1=2A ，I 2=3A ，I 3= –1A 。

试计算各元件的电功率，并说明哪些元件是电源？哪些元件是负载？
题1.1图
解：1元件：102)5(111−=×−==I U P （W ）是电源。

2元件：40315222=×==I U P （W ）是负载。

3元件：15)1(15323−=−×==I U P （W ）是电源。

4元件：202)155(14−=×+−−=−=UI P （W ）是电源。

1.2 求题1.2图所示各元件的端电压或通过的电流。

题1.2图
解：(a)10101−=×−=−=IR U (V)
(b)15
5
−=−==
R U I (A) (c)1010)1(−=×−==IR U (V)
1.3 电路如图1.3所示，已知U =12V ，E =6V ，R 0=2Ω，试根据电流、电压和电动势的正方向，分别计算图1.3中各电流I 。

题1.3图
第1章 直流电路及其分析方法习题解答
2 解：(a) 0U E IR =− 0
3 (A)E U
I R −=
=− (b) 0U E IR =+ 0 3 (A)U E
I R −== ©0U E IR =−− 0
9 (A)E U
I R −−=
=− (d) 0U E IR =−+ 0
9 (A)E U
I R +==
1.4 已知电路如题1.4图（a ）和（b ）所示，试计算a 、b 两端的电阻。

解：(a)由图可知，电阻的串并联关系可等效为下图所示：
则710//10210//]6)12//6[(2=+=++=ab R （Ω） (b)由图可知，电阻的串并联关系可等效为下图所示：
则4.54.236//46//6=+=+=ab R （Ω） 1.5 在题1.5图中，R 1=R 2=R 3=R 4=300Ω，R 5=600Ω，试求开关S 断开和闭合时a 、b 之间
的等效电阻。

题1.4图
题1.5图
解：S 断开时的电阻联接如图所示。

则 200600//600//600)//()//(31425==++=R R R R R R ab （Ω）
第1章 直流电路及其分析方法习题解答
3
S 闭合时的电阻联接如图所示。

则 200)150150//(600]//////[34125=+=+=R R R R R R ab （Ω）
1.6 题1.6图所示电路是电源有载工作的电路。

电源的电动势E =220V ，内阻R o =0.2Ω；负载电阻R 1=10Ω，R 2=6.67Ω；线路电阻R L =0.1Ω。

试求负载电阻R 2并联前后：（1）电路中的电流I ；（2）电源端电压U 1和负载端电压U 2；（3）负载功率P 。

解：[1] 负载电阻R 2并联前
负载电阻为：110R R ==（Ω）
（1）电路中的电流为：0220
21.1520.220.110
L E I R R R ===+++×+（A ）
（2）电源端电压：1022021.150.2215.77U E IR =−=−×=（V ） 负载端电压：221.1510211.5U IR ==×=（V ）
（3）负载功率为
2221.15104622.5P I R ==×=（W ）
[2] 负载电阻R 2并联后
负载电阻为：467
.61067
.6102121=+×=+=
R R R R R （Ω）
（1）电路中的电流为：0220
5020.220.14
L E I R R R =
==+++×+（A ） （2）电源端电压：10220500.2210U E IR =−=−×=（V ）
第1章 直流电路及其分析方法习题解答
4 负载端电压：2504200U IR ==×=（V ）
（3）负载功率为
2250410P I R ==×=（KW ）
1.7 题1.7图所示电路中，已知I 1=0.01A ，I 2=0.3A ，I 5=9.61A ，试求电流 I 3、I 4、I 6。

题1.6图
题1.7图
解：由KCL ：321I I I =+ 543I I I =+ 246I I I += 所以：31.03.001.0213=+=+=I I I （A ） 3.931.061.9354=−=−=I I I （A ） 6.93.03.9246=+=+=I I I （A ）
1.8题1.8图示电路中，U 1=10V，Ｅ1=4V，Ｅ2=2V，Ｒ1=4Ω，Ｒ2=2Ω，Ｒ3=5Ω，当1、2两点处于断开状态时，试求电路的开路电压U 2。

解： 设通过Ｒ1的电流Ｉ1的正方向如图所示，则 1244
102
1111=+−=
+−=
R R E U I （A） 由于1、2两点间开路，所以I 3=0
根据基尔霍夫定律 Ｕ2=Ｅ1+I 1R 1+Ｉ3Ｒ3-Ｅ2=4＋1×4+0×5-2＝6（V）
1.9题1.9图所示电路中，Ｒ1=2Ω，Ｒ2=4Ω，Ｒ3=8Ω，Ｒ4=12Ω，Ｅ1=8V，要使Ｒ2中的电流Ｉ1为0，求Ｅ2为多大？
解：若使Ｒ1中的电流Ｉ1为0，则有Ｒ1、Ｒ2、Ｅ1构成回路，且Ｒ3的电压降等于Ｅ1＝8V，
则24
33
1E R R R E ×+=
第1章 直流电路及其分析方法习题解答 5
故 2088
12
833432=×+=×+=
E R R R E （V） 此题还可用支路电流法求解。

1.10 根据基尔霍夫定律求题1.10图所示电路中的电流I 1和I 2。

解：由KCL 得：8531=+=I （A ） 6822−=−=I （A ）
题1.10图
题1.11图
1.11 根据基尔霍夫定律求题1.11图所示电路中的电压U 1、U 2和U 3。

解：由KVL 得：74251−=−+−=U （V ） 3252−=+−=U （V ） 9254103−=+−+−=U （V ）
1.12 已知电路如图1.27所示，其中E 1=15V ，E 2=65V ，R 1=5Ω，R 2=R 3=10Ω。

试用支路电流法，求R 1、R 2和R 3三个电阻上的电压。

解：应用KCL 和KVL 列方程如下
123I I I +=
11331+=I R I R E 22332+=I R I R E
代入已知数据得
1230+−=I I I 1363690+=I I 23123660+=I I
解方程可得
I 1=3（A ），I 2= –1（A ），I 3=2（A ）。

186311=×==IR U R （V ）
12121222−=×−==R I U R （V ） 72362333=×==R I U R （V ）
1.13 试用支路电流法，求题1.13图所示电路中的电流I 1、I 2、I 3、I 4和I 5（只列方程，不求解）。

解：由KCL 列两个方程
351I I I =+ 542I I I =+
由KVL 列三个方程（绕行方向分别按顺时针、逆时针、逆时针）
第1章 直流电路及其分析方法习题解答
6 13311U R I R I =+ 24422U R I R I =+ 0554433=+−R I R I R I
1.14 试用支路电流法，求图1.44（a ）电路中的电流I 3。

解：由KCL 和KVL 得：321I I I =+ 2461213=+I I 由于 52=I A 所以 33=I （A ） 21−=I （A ）
1.15 在题1.15图所示的电路中，求各理想电流源的端电压、功率及各电阻上消耗的功率。

题1.14图
题1.15图
解：112123=−=−=I I I （A ） 20201331=×==R I U （V ）
4010220122132=×+×=+=R I R I U （V ） 20201111=×==U I P （W ）
（消耗） 80402222=×==U I P （W ）（产生） 2020121231=×==R I P R （W ）（消耗） 401022
2222=×==R I P R （W ）（消耗）
1.16 求题1.16图所示电路中的电压U 、电流I 。

题1.16图
解：(a)10=U (V) 52
10
===
R U I (A) (b) 5=I (A) 50105=×==IR U (V)
1.17 运用电压源与电流源等效变换的方法，化简题1.17图所示的各电路。

第1章 直流电路及其分析方法习题解答 7
题1.20图
解：化简步骤和结果如下。

1.18 试用电压源与电流源等效变换的方法，求题1.18图所示电路中2Ω电阻中的电流I 。

题1.18图
题1.19图
解：将原图经电压源与电流源等效变换后得下图所示，由图可得
12
222
8=++−=
I （A ）
第1章 直流电路及其分析方法习题解答
8
1.19 已知电路如题1.19图所示。

试应用叠加原理计算支路电流I 和电流源的电压U 。

题1.18图
题1.19图
解：电压源作用时
61
218
=+=
′I (A) 616=×=′U (V) 电流源作用时
26121−=×+−
=′′I (A) 16)2(2366
36=−×−××+=′′U (V) 所以 426=−=′′+′=I I I (A) 22166=+=′′+′=U U U (V)
1.20 电路如题1.20图所示，试应用叠加原理，求电路中的电流I 1、I 2及36Ω电阻消耗的功率P 。

解：90V 电源作用时
636
1236126901=+×+
=
′I (A) 5.436123612=+×′=′I I (A) 5.1361212
13=+×′=′I I (A)
第1章 直流电路及其分析方法习题解答 9
60V 电源作用时
5.336
63661260
2
=+×+
=′′I (A) 33663621=+×′′=′′I I (A) 5.0366623=+×′′=′′I I (A)
所以
33611
1=−=′′−′=I I I (A) 15.35.4222−=+−=′′+′−=I I I (A) 33
3 1.50.52I I I ′′′=+=+=(A) 36Ω电阻消耗的功率为：2
2
336236144I ×=×=（W ）
1.21 试应用叠加原理计算题1.21图中R 3支路的电流I 3和电压U ab 。

图中电源U =15V ，I S =10A ，R 1=1Ω，R 2=2Ω，R 3=3Ω。

题1.20图
题1.24图
解：电流源作用时
410322
3
=×+=′I (A) 123433ab
=×=′=′R I U (V) 电压源作用时
33
215
3
=+=′′I (A) 93333ab
=×=′′=′′R I U (V) 所以 73433
3=+=′′+′=I I I (A) 21912ab ab ab =+=′′+′=U U U (V)
1.22 已知电路如题1.22图所示。

试应用叠加原理计算支路电流I 1和I 2。

解：电流源作用时
第1章 直流电路及其分析方法习题解答
10 6106461−=×+−
=′I (mA) 4106
44
2−=×+−=′I (mA)
电压源作用时
164101−=+−
=′′I (mA) 16
410
=+=′′I (mA) 所以 71611
1−=−−=′′+′=I I I (mA) 314222−=+−=′′+′=I I I (A) 1.23 欲使题1.23图所示电路中的电流I =0，E 应为多少？
题1.22图
题1.23图
解：如果I =0A ，则5Ω电阻中的电流为
2.05
154
=+（A ） 0.2510E =×=（V ）
1.24 在题1.24图所示的电路中，一个电源的电动势Ｅ1＝110V，内阻R 1＝10Ω, 另一个电动势Ｅ2＝110V，内阻R 2＝5Ω，负载两端电压表读数为90V，求：
⑴ 电流Ｉ1，Ｉ2。

⑵ 负载电阻Ｒ3。

（设电压表内阻为无穷大）
题1.24图
解:⑴求电流Ｉ1和Ｉ2：
Ｉ1=(Ｅ1-90)/R 1=2A , Ｉ2=(Ｅ2-90)/R 2=4A ⑵负载电阻Ｒ3=90/(Ｉ1+Ｉ2)=15Ω 。

1.25 电路如题125图所示,试应用戴维南定理求图中的电流Ｉ。

题1.25图
第1章 直流电路及其分析方法习题解答 11
解：用戴维南定理求解
（1）将1.2Ω电阻断开,求开路电压ＵOC ,
210646206
44=×+−×+=
OC U V
（2）等效电阻为 ＲO = 4∥6+4∥6=4.8Ω
（3）用等效电路求电流
Ｉ＝ＵOC ／（ＲO ＋Ｒ）=2/(4.8+1.2)=1/3A
1.26电路如题1.18图所示，试应用戴维南定理求图中的电流I 。

解：（1）先计算开路电压，并将12A、6Ω电流源化成电压源，如下图。

由于此电路仍为复杂电路，因此求开路电压仍可用所有分析计算方法计算，现用支路电流法进行求解，设各支路电流及参考方向如图所示。

由KCL 和KVL 得：
0321=++I I I 012126321=−=−I I 84124632=−=−I I
解得：I 1=8/9（A）
，I 2＝4/9（A），I 3＝-4/3（A） 3
20
)34(24243=−×−=−=I U OC （V）
（2）再求等效电阻R ab
将恒压源和恒流源除去，得电路如图。

)26363(
++×=ab R ∥3
4
2=（Ω）
（3）由戴维南定理可知，有源二端网络等效为一个电压源，如图。

第1章 直流电路及其分析方法习题解答
12 86.2720
13
4320
==+=I (A)
1.27 电路如题1.27图所示，试应用戴维南定理，求图中的1Ω电阻中的电流。

解：设1Ω电阻中的电流方向如图所示，则根据戴维南定理，可计算开路电压：
3010410=−×=U （V ）
4=R （Ω） 61
430=+=I （A ）
1.28 电路如题1.28图所示，试应用戴维南定理，求图中的电流I 。

题1.27图
题1.28图
解：根据戴维南定理，分别计算开路电压和等效电阻。

1012015020−=+−=ab U （V ） 0=ab R （Ω）
所以110
10
10−=−=+=
ab ab R U I （A ）
第1章直流电路及其分析方法习题解答13 1.29电路如题1.29图所示,试求电流ＩAB和电压ＵAB。

题1.29图
解：设3Ω电阻电流方向向下，则由KVL得
2I AB-3（10-I AB）=15
所以I AB=9A
U AB=2I AB=18V
1.30 试计算题1.30图中A点的电位：（1）开关S打开；（2）开关S闭合。

题1.30图
解：（1）当开关S打开时，将电位标注的电路复原为一般电路，如图（a）所示。

由KVL得
（3+3.9+20）I=12+12
I=0.892(mA)
U A=-20I+12=-5.84(V)
（2）当开关S闭合时，将电位标注的电路复原为一般电路，如图（b）所示。

由KVL得
（3.9+20）I=12
I=0.502(mA)
第1章直流电路及其分析方法习题解答
14
U A=-20I+12=1.96(V)
1.31 题1.31图所示各电路在换路前都处于稳态，试求换路后各电路中电流i的初始值
(0) i
+和稳态值()
i∞。

题1.31图。