电工学(少学时)张南编第一章答案学习资料

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电工学第一章习题答案

2、矩形波电流源与电容相接，如图所示，图(b)给出电流波形图，试求电容器的电压。设电容器的初始电压为零。

(a)

解：无源惯例下，电容元件的特性方程为：

)(1)(00t u idt C

t u C t

t C +=

⎰ 其中，F C 6

101-⨯= 0)0(=C u

当t 在0~5ms 内，A i S 2=

)(102)0(21011

)(60

V t u dt t u t

C C ⨯=+⨯=

⎰

V ms u C 31010)5(⨯=

当t 在5~15ms 内，A i S 2-=

)(102010)2()5()2(1011

)(3

610

V t ms u dt t u C t

C ⨯+⨯-=+-⨯=

⎰

-⨯-

V ms u C 31010)15(⨯-=

当t 在15~20ms 内，A i S 2=

)(1040102)15(21011

)(3610

156

V t ms u dt t u C t

C ⨯-⨯=+⨯=

⎰

-⨯-

V ms u C 0)20(=

综合可得：

⎪⎩

⎪

⎨⎧⨯<<⨯⨯-⨯⨯<<⨯⨯+⨯-⨯<<⨯=-----3

336333

6102010151040102101510510201021050102)(t t t t t t t u C

注：上面各式中的t 以s 为单位。若t 以ms 为单位，则表达式变为：

⎪⎩

⎪

⎨⎧<<⨯-⨯<<⨯+⨯-<<⨯=2015104010215

5102010250102)(3

3333t t t t t t t u C

电工学（1）习题解答

电⼯学（1）习题解答

第1章检测题

⼀、填空题（每空1分）

1、电源和负载的本质区别是：电源是把其它形式的能量转换成电能的设备，负载是把电能转换成其它形式能量的设备。

2、实际电路中的元器件，其电特性往往多元⽽复杂，⽽理想电路元件的电特性则是单⼀和确切的。

3、电⼒系统中构成的强电电路，其特点是⼤电流、⼤功率；电⼦技术中构成的弱电电路的特点则是⼩电流、⼩功率。

4、从元件上任⼀时刻的电压、电流关系上来看，电阻元件为即时元件，电感元件为动态元件，电容元件为动态元件；从能量关系来看，电阻元件为耗能元件，电感元件为储能元件，电容元件为储能元件。

5、线性电路中各⽀路上的电压和电流均具有叠加性，但电路中的功率不具有叠加性。

6、电流沿电压降低的⽅向取向称为关联⽅向，这种⽅向下计算的功率为正值时，说明元件吸收电能；电流沿电压升⾼的⽅向取向称为⾮关联⽅向，这种⽅向下计算的功率为正值时，说明元件吸收电能。

7、理想电压源和理想电流源均属于⽆穷⼤功率源，因此它们之间是不能等效互换的。实际电压源模型和电流源模型等效互换时，它们的内阻不变，等效电压源的电压U S＝I S R I，等效电流源的电流值I S＝U S⁄R U。

8、电源向负载提供最⼤功率的条件是电源内阻与负载电阻的数值相等，这种情况称为阻抗匹配，此时负载上获得的最⼤功率为U S2/4R S。

9、电压是产⽣电流的根本原因。电路中任意两点之间电位的差值等于这两点间电压。电路中某点到参考点间的电压称为该点的电位，电位具有相对性。

10、线性电阻元件上的电压、电流关系，任意瞬间都受欧姆定律的约束；电路中各⽀路电流任意时刻均遵循KCL定律；回路上各电压之间的关系则受KVL定律的约束。这三⼤定律是电路分析中应牢固掌握的三⼤基本规律。

电工学(1习题解答

第1章检测题

一、填空题（每空1分）

1、电源和负载的本质区别是：电源是把其它形式的能量转换成电能的设备，负载是把电能转换成其它形式能量的设备。

2、实际电路中的元器件，其电特性往往多元而复杂，而理想电路元件的电特性则是单一和确切的。

3、电力系统中构成的强电电路，其特点是大电流、大功率；电子技术中构成的弱电电路的特点则是小电流、小功率。

4、从元件上任一时刻的电压、电流关系上来看，电阻元件为即时元件，电感元件为动态元件，电容元件为动态元件；从能量关系来看，电阻元件为耗能元件，电感元件为储能元件，电容元件为储能元件。

5、线性电路中各支路上的电压和电流均具有叠加性，但电路中的功率不具有叠加性。

6、电流沿电压降低的方向取向称为关联方向，这种方向下计算的功率为正值时，说明元件吸收电能；电流沿电压升高的方向取向称为非关联方向，这种方向下计算的功率为正值时，说明元件吸收电能。

7、理想电压源和理想电流源均属于无穷大功率源，因此它们之间是不能等效互换的。实际电压源模型和电流源模型等效互换时，它们的内阻不变，等效电压源的电压U S＝I S R I，等效电流源的电流值I S＝U S∕R U。

8、电源向负载提供最大功率的条件是电源内阻与负载电阻的数值相等，这种情况称为阻抗匹配，此时负载上获得的最大功率为U S2/4R S。

9、电压是产生电流的根本原因。电路中任意两点之间电位的差值等于这两点间电压。电路中某点到参考点间的电压称为该点的电位，电位具有相对性。

10、线性电阻元件上的电压、电流关系，任意瞬间都受欧姆定律的约束；电路中各支路电流任意时刻均遵循KCL定律；回路上各电压之间的关系则受KVL定律的约束。这三大定律是电路分析中应牢固掌握的三大基本规律。

电工学(少学时)课后答案全

第一章习题

1－1 指出图1－1所示电路中A 、B 、C 三点的电位。

图1－1 题 1－1 的电路

解：图（a ）中，电流 mA I 512

.=+=

, 各点电位 V C = 0 V B = 2×1.5 = 3V V A = (2+2)×1.5 = 6V

图（b ）中，电流mA I 12

=+=，各点电位 V B = 0

V A = 4×1 = 4V

V C =－ 2×1 = －2V

图（c ）中，因S 断开，电流I = 0，各点电位 V A = 6V V B = 6V

V C = 0

图（d ）中，电流mA I 24

212

=+=，各点电位 V A = 2×(4+2) =12V

V B = 2×2 = 4V V C = 0

图（e ）的电路按一般电路画法如图，

电流mA I 12

6=++=，

各点电位 V A = E 1 = 6V

V B = (－1×4)+6 = 2V V C = －6V

1－2 图1－2所示电路元件P 产生功率为10W ，则电流I 应为多少? 解：

由图1－2可知电压U 和电流I 参考方向不一致，P = －10W ＝UI 因为U ＝10V , 所以电流I ＝－1A

图 1－2 题 1－2 的电路

1－3 额定值为1W 、10Ω的电阻器，使用时通过电流的限额是多少？解：

根据功率P = I 2 R A R P I 316010

1.===

1－4 在图1－3所示三个电路中，已知电珠EL 的额定值都是6V 、50mA ，试问哪个

电珠能正常发光？

图 1－3 题 1－4 的电路

解：

图（a ）电路，恒压源输出的12V 电压加在电珠EL 两端，其值超过电珠额定值，不能正常发光。

电工学(少学时)课后答案第1章

响其电压。R 的变化仅影响其本身的电压及理想电流源的电压。
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1.6.1 图示电路中，已知 US ＝6 V，IS＝2 A ，R1＝2 ，R2 ＝1 。求开关 S 断开时开关两端的电压 U 和开关 S 闭合时通过开关的电流 I（不必用支路电流法）。 [ 解]
S 断开时，I2 = IS = 2 A
I2 R2
+ IS US1 _
+
1.8.5 图示的虚线方框内是一个由线性电阻组成的任意的无源电路，现已知 US＝6 V时，通过R的电流为 5 A。若将 US 增加到 12 V，问通过 R 的电流是多少 ?
+ US _ 线性无源电路
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R
1.9.1 用戴维宁定理求图示电路中通过理想电压源的电流。US＝10 V， IS1＝3 A， IS2＝5 A，R1＝2 ，R2＝3 ，R3＝4 。
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1.6.4 求图示电路中恒流源两端的电压 U1、U2 及其功率，并说明是起电源作用还是起负载作用。
5 + 5A + U _ 3 + I 1A 2 U2 _
U1 _
[解 ]
设 2 电阻上电流为 I，5 电阻两端电压为U3 如图。
I (5 1)A 4A U1 (2 4)V 8V, U 3 (5 1)V 5V U 2 U1 U 3 (8 5)V 3V

第一章习题答案

1. 电工学第一章习题

一、填空题

1．电压的实际方向规定为( 正 )指向( 负 )，电动势的实际方向规定为由( 负 )指向( 正 )。

2．测量直流电流的直流电流表应( 串 )联在电路当中，表的“( 正 )”端接电流的流入端，表的“( 负 )”端接电流的流出端。

3．应用叠加原理可以将一个多电源电路简化成若干个单电源电路。某电源单独作用时，应将其它理想电压源短路，将其它理想电流源开路。

4. 任何一个完整的电路都必须有电源、负载和中间环节 3个基本部分组成。

5. 反映实际电路器件耗能电磁特性的理想电路元件是电阻元件；反映实际电路器件储存磁场能量特性的理想电路元件是电感元件；反映实际电路器件储存电场能量特性的理想电路元件是电容元件，它们都是无源二端元件。

6. 电路有通路、开路和短路三种工作状态。当电路中电流0

R U I S

、端电压U ＝0时，此种状态称作短路，这种情况下电源产生的功率全部消耗在内阻上。

7. 电路图上标示的电流、电压方向称为参考方向，假定某元件是负载时，该元件两端的电压和通过元件的电流方向应为关联参考方向。

二、选择题

1．一段导体的电阻为Ω4，将其对折后的等效电阻为（ B ） A ．Ω2 B ．Ω1 C ．Ω8 D ．Ω4

2．通常电路中的耗能元件是指（ A ） A. 电阻元件 B. 电感元件 C. 电容元件 D. 电源元件

1．电阻元件的性能有（ B ） A. 储能性 B. 耗能性 C. 惯性 D. 记忆性

3．将W 25、V 220的白炽灯和W 60、V 220的白炽灯串联后接到V 220的电源上，比较两灯的亮度是（ A ） A. W 25的白炽灯较亮 B. W 60的白炽灯较亮 C. 二灯同样亮 D. 无法确定哪个灯亮

《电工学》作业答案第一章

1-11

解：(1)

3123S222333(52)A 3A

6462V 52V 52(3)W 156W

I I I U U R I P U I 元件3是电源。

(2)所有元件吸收的功率之和 22

S11S223311222232(5)64252(3)4(5)62W 0P U I U I U I R I R I 电路符合功率平衡关系。

1-13

解：a 、b 两端开路时，I 1 = -I 2

S1S2OC S111S11

12129126V 10V 63U U U U R I U R R R

a 、

b 两端短路时 S1S2SC 1212129A 5A 63U U I I I R R

1-14 解： S1S226A 4A I I I

电流源I S1作负载，吸收功率为U S I S1 = 3×2W = 6W 。电流源I S2作电源，吸收功率为-U S I S2 = -3×6W = -18W 。电压源U S 作负载，吸收功率为-U S I = -3×(-4)W = 12W 。 1-15

解：(1) S 111S S 2S 6A 3A 234A 1A

634V 18V

U I R I I I U U R I

(2)电压源U S 吸收功率为， 1S 6(1)W 6W P U I 电流源I S 吸收功率为， 2S (18)4W 72W P UI R 1吸收功率为，2231123W 18W P R I R 2吸收功率为，2242S 34W 48W P R I 故P 1 + P 2 + P 3 + P 4 = 6 -72 +18 +48 = 0，电路符合功率平衡关系。

电工学部分习题参考答案及参考文献

电工学部分习题参考答案

第1章习题参考答案

1-1 1.A 2.B 3.B 4.C 5.A 1-2 1. √ 2. × 3. × 4.× 5. √ 1-3 V 9a =V ; V 9b =V

1-4 (a) V 3a =V ; V 3b =V ;V 6c -=V (b) V 5.1a -=V ; V 3b =V ;V 0c =V 1-5 W 101=P ；W 302=P ，都起电源作用 1-6 W 5=P

1-7 A 1=I ；W 301=P ；W 5.12=P

第2章部分题参考答案

2-1 1.× 2.√ 3.× 4.√ 5.× 2-2 A 31=I ; A 12=I ; A 23=I ; A 24=I 2-3 A 41=I ; A 12=I ; A 43=I ; A 14=I

2-4 A 6.1=I 2-5 A 3

=I 2-6 略 2-7 V 5.13=U

2-8 A 3

4=I 2-9 (a) A 6.0-=I ； (b) A 2.0=I

第3章部分习题参考答案

3-1 1.激励 2.零输入响应零状态响应全响应 3.换路电路中有储能元件

4.电场能磁场能

5. 初始值稳态值时间常数

3-2 1.B C 2.B C 3.A C 4.A 5.B D

3-3 〔略〕

3-4 i 1(0)=0 A i 1(∞)=2 A

3-5

3-6 A A 3-7

3-8 2.54 A 3-9 6

.0e 618t

C u -+= kV

3-10 V

3-11

3-12 20V

第四章部分习题参考答案

4-1 单项选择题

1、 D

电工学少学时第三版_张南主编_课后练习答案_第一章(末)

上篇: 电工技术

第一章: 电路分析基础

1.1: 电路的基本概念、定律、分析方法 1.1.1:基本要求

(1) 正确理解电压、电流正方向的意义。

(2) 在正确理解电位意义的基础上，求解电路各点电位。 (3) 加强电压源的概念，建立电流源的概念。

(4) 了解电路有载工作、开路与短路的状态，强化额定值概念。 (5) 熟悉电路基本定律并能正确应用之。 (6) 学会分析、计算电路的基本方法 1.1.2: 基本内容 1.1.2.1基本概念

1 电压、电流的正方向在分析计算电路之前，首先在电路图上标注各元件的未知电流和电压的正方向（这些假设的方向，又名参考方向），如图1-1-1所示。

R I

图1-1-1

根据这些正方向，应用电路的定理、定律列写方程（方程组），求解后若为正值．．，说明假设的方向与实际的方向相同；求解后若为负值．．

，说明假设的方向与实际方向相反。对于电路中的某个（些）已知的方向，有两种可能，其一是实际的方向，其二也是正方向，这要看题目本身的说明。 2

电路中的电位计算

求解电路某点的电位，必须首先确定参考点，令该点电位为零，记为“⊥”，电路其余各点与之比较，高者为正（电位），低者为负（电位），如图1-1-2所示：

图 1-1-2

设C 为参考点，则：

c 点的电位： V C =0(V) a 点的电位： V a = +6 (V) b 点的电位： V b =-9 (V)

ab 两点间的电压：U ab = V a - V b = (+6)-(-9) =15(V)

注·电位具有单值性（参考点一旦设定，某点的电位是唯一的）。 ·电位具有相对性（参考点选择不同，某点的电位也不同）。

《电工学》第1章课间及答案章部分习题主要答案

2.3.2在图所示电路原已处于稳态，路原已处于稳态，在 t = 0 时，将开关 S 闭合，试闭合，求响应 uC 和 iC，并说明是什么响应？是什么响应？
S
IS
R1
15 mA 3k
+ uC
iC
C 5 F
R2
6k
2.3.3图所示电路原已稳定，稳定，求开关 S 闭合后的响应 uC 和 i1、 i2 ，并画出其变化曲线。化曲线。
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第2章电路的暂态分析
2.1 (1)理想电阻元件与直流电源接通时，有没有过渡理想电阻元件与直流电源接通时，过程？这时电阻中电压和电流的波形是什么样的？过程？这时电阻中电压和电流的波形是什么样的？【答】无过渡过程。电阻中电压和电流的波形为阶跃无过渡过程。则电压、电流波形如图)。波 (设接通电源时刻为 t = 0 ，则电压、电流波形如图。设接通电源时刻为
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第2章电路的暂态分析
2.4 (1)如果换路前 L 处于零状态，则 t = 0 时， iL(0) = 处于零状态， 0 ，而 t → ∞ 时， uL(∞) = 0 ，因此可否认为 t = 0 时，电感相 ∞ 当于开路，电感相当于短路？当于开路， t → ∞ 时，电感相当于短路？【答】可以。可以。
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电工学少学时课后答案

任
+
何
US_ R
电
（a）
路
R
任
IS
何
电
（b）路
1.6.1 图示电路中，已知 US ＝6 V ，IS＝2 A ， R1＝2 ， R2 ＝1 。求开关S 断开时开关两端的电压 U 和开关 S 闭合时通过开关的电流 I（不必用支路电流法）。
R2
+
R1
_US
IS
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S+ U
I_
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第1章直流电路
R1
R3
2
1
+
6V
U_ S
R2
2 R4 1 IS 3 A
1.8.1 用叠加原理求图示电路中的电流 I1 和 I2 。
+
IS 5 A 10 V
U_ S
I2
I1
R2 3
R1 2
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第1章直流电路
1.8.2 用叠加原理求图示电路中的电流 I 。
1.8.3 图示电路中，当US＝16 V 时，Uab＝8 V，试用叠加原理求 US＝0 时的Uab 。
(6)
(12 6) V 4V
V
3V
Vc
6
(2 4 4 2) 103
(12 6) V

《电工学》第1章课间及答案

1 1.6 3 1.25 5.35V
U’’6 _ R3 I’’5
R4 I’’4
图 1.8.2 例 1.8.1 的电路
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第1章直流电路
[例 1.8.1 ] 图示电路中已知US＝10 V，IS＝2 A，R1＝4 Ω， R2＝1 Ω， R3＝5 Ω， R4＝3 Ω，试用叠加原理求通过理想电压源的电流 I5 和理想电流源两端的电压U6。
图图 1.3.1 电路中的参考点 1.3.1 电路中的参考点
Va=UCC=6 V Vb=UCC－RBIB=0.6 V
化简电路
Vc=UCC－RCIC=4 V
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第1章直流电路
1.4 电路中的参考方向
+
US_
R1
IS
I R2 E
I
＋
U
—
在复杂的直流电路中，电压和电流的实际方向往往是无法预知的，且可能是待求的；而在交流电路中，电压和电流的实际方向是随时间不断变化的。这时只能给它们假定一个方向作为电路分析和计算时的参考，这些假定的方向称为参考方向或正方向。
+ US1 _ _ U1 R1 + I1 R2
+ U _ S2 _ U2 + I2
R3 I3
在电路的任何一个回路中，沿同一方向循行，同一瞬间电压的代数和等于零。即：Σu = 0 ，在直流电路中 ΣU = 0 。

电工学少学时第1章

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第1章电路分析基础章
（1）理想无源元件
理想电阻元件（电阻）
理想电容元件（电容）
理想电感元件（电感）
进入理想电源元件
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第1章电路分析基础章
（1）理想无源元件
1.理想电阻元件 1.理想电阻元件
A 定义
B
物理量关系
C
实物
返回理想无源元件
电能的供电设备。电能的供电设备。 E
负载：将电能转化为非电形态的负载：
能量的用电设备。能量的用电设备。
图 1.1.1 简单照明电路
连结导线：沟通电路、输送电能。连结导线：沟通电路、输送电能。
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第1章电路分析基础章
（三）
电路的状态
（1）通路
当电源与负载接通，闭合，当电源与负载接通，S闭合，电路中有了电流及能量的输送和转换，电路的这一状态称为通路。能量的输送和转换，电路的这一状态称为通路。电源的状态称为 S I 有载（有载状态）。有载（负/有载状态）。
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第1章电路分析基础章
电源短路
电源外部端子被短接
电源产生功率

电工第一章试题及答案

第一章电工试题及答案

一、选择题

1. 电阻器是用来控制电流大小的元件。正确答案：A. 正确

2. 单相电流是指电流的大小和方向在一个周期内均保持不变的电流。正确答案：B. 错误

3. 交流电的周期是指电流或电压从一个正向最大值再到负向最大值

再到下一个正向最大值这样的一个循环所需的时间。正确答案：A. 正

确

4. 串联电路的总电流等于各个电阻器上的电压之和。正确答案：B.

错误

5. 磁铁在通电时会产生磁场，同时也会受到磁场的作用力。正确答案：A. 正确

二、填空题

1. 电流的单位是 _______。正确答案：安培（A）

2. 欧姆定律的公式是 _______。正确答案：电流（I） = 电压（V）/ 电阻（R）

3. 在电路中，电阻可以通过 _______ 来连接电源。正确答案：导线

4. 三相电流的周期是 _______ 。正确答案：360 度

5. 交流电的频率通常是 _______ 。正确答案：50Hz 或 60Hz

三、判断题

1. 电阻器的电阻值通常用欧姆（Ω）来表示。正确答案：A. 正确

2. 电压的单位是伏特（V）。正确答案：A. 正确

3. 直流电只能在一个方向上流动，而交流电在正负两个方向上流动。正确答案：A. 正确

4. 并联电路的总电流等于各个电阻器上的电流之和。正确答案：A. 正确

5. 电磁铁可以通过断电来取消吸力。正确答案：A. 正确

四、简答题

1. 解释欧姆定律。欧姆定律是指在电路中，电流（I）与电压（V）成正比，与电阻（R）成反比的关系，即 I = V / R。它描述了电流通过

电工学1答案

第一章电路的基本概念和基本定律

习题解答

1-1 在图1-39所示的电路中，若I 1=4A ，I 2=5A ，请计算I 3、U 2的值；若I 1=4A ，I 2=3A ，请计算I 3、U 2、U 1的值，判断哪些元件是电源？哪些是负载？并验证功率是否平衡。

解：对节点a 应用KCL 得 I 1+ I 3= I 2 即4+ I 3=5, 所以 I 3=1A 在右边的回路中，应用KVL 得6⨯I 2+20⨯I 3= U 2，所以U 2=50V 同理，若I 1=4A ，I 2=3A ，利用KCL 和KVL 得I 3= -1A ，U 2= -2V 在左边的回路中，应用KVL 得20⨯I 1+6⨯I 2= U 1，所以U 1=98V 。 U 1，U 2都是电源。

电源发出的功率：P 发= U 1 I 1+ U 2 I 3=98⨯4+2=394W 负载吸收的功率：P 吸=2021I +622I +202

3I =394W 二者相等，整个电路功率平衡。

1-2 有一直流电压源，其额定功率P N =200W ，额定电压U N =50V ，内阻R o =0.5Ω，负载电阻R L 可以调节，其电路如图1-40所示。试求：⑴额定工作状态下的电流及负载电阻R L 的大小；⑵开路状态下的电源端电压；⑶电源短路状态下的电流。

解：⑴A U P I N N N 450200

===

Ω==

=5.12450N

N L I U R ⑵ =⨯+==0R I U U U N N S OC 50+4⨯0.5 = 52V ⑶ A R U I S SC 1045