1章电工学习题

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1-3 写出图 1-56所示各电阻元件的伏安特性表达式。
i
1㏀
u
i
10Ω
u
+
_
_
+
(a)
(b)
图1-56 习题1-3图
解：图1-56（a）：电压与电流为关联参考方向，其电阻元件的伏安特性 表达式为
u Ri 1000 i
图1-56（b）：电压与电流为非关联参考方向，其电阻元件的伏安特性 表达式为
a
由KVL得 回路1 10 I 1 10 I 1 20 0
I 1 1A
10Ω 回路2
Uab
_
10Ω
回路1
I1
(b)
10 I 1 2I 1 U ab 0
b
U ab 10 I 1 2I 1 8V
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1-11 如图 1-64所示电路。 （1）当ab端之间断开时，求Uab。 （2）当ab端之间用理想导线短接时，求流过短接线的电流Iab。
回路1 6 10000 I 1 20000 I 2 6 0
E
(b)
I1
12 20000 I 2 10000
A 0 . 57 mA
由KCL得 I 2 I 1 I B

I B I 1 I 2 0 . 255 mA
R1 _
+
US2
+I
+
a
US2
解：如图，假设ab端外接电路为一支路，电 压Uab为假想支路的端电压，则根据KVL方 程有：
_
Uab
_ 代入数据得 I=0.5A
R2
b
图1-34 练习与思考4图
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1-1 计算如图 1-54所示各元件的功率，并判断元件实际是提供功率还是 吸收功率。
+ 3V _ (a) -2A + 1A _ 8V + (c) -1A + 3A
10 100 11

100 11

I
+ 10V
_ R1
I2
R2 100Ω
电流 电流
1 .1 A
I2
R1 R1 R 2
I
10 10 100
1 .1 A 0 .1 A
当R1=100Ω 时，求电流I和I2。首先 将两个电阻等效为一个电阻Red
R eq R1 R 2 R1 R 2 100 100 100 100 50
U
_ (b)
100Ω
5Ω
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1-6 如图 1-59所示电路。 （1）问R1是不是电压源的内阻？ （2）当R1=10Ω 和R1=100Ω 时，分别求电流I和I2。说明当R1改变时，电压 源和电阻R2的工作状态是否改变？
R eq R1 R 2 R1 R 2
I U R eq

10 100 10 100
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1-2 已知如图 1-55所示各元件的功率、电压或电流，求未知的电压和电 流并说明实际方向与参考方向的关系。
+ -5V _ (a) Pin=20W
i
_ -5V +
i
+ -2A
u
_ 3A
u
_ (c) Pex=60W
+ (d) Pex=60W
(b) Pin=20W
图1-55 习题1-2图 解：图1-55（a）：电压与电流为关联参考方向、吸收功率，则P>0,电流为 I=P/U=20/(-5)=-4A<0，即参考方向和实际方向相反。 图1-55（b）：电压与电流为非关联参考方向、吸收功率，则P<0,电流为 I=P/U=(-20)/(-5)=4A>0，即参考方向和实际方向相同。 图1-55（c）：电压与电流为非关联参考方向、发出功率，则P>0,电压为 U=P/I=60/(-2)=-30V<0，即参考方向和实际方向相反。 图1-55（d）：电压与电流为关联参考方向，发出功率，则P<0,电压为 U=P/I=（-60)/3=-20V<0，即参考方向和实际方向相反。
u Ri 10 i
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1-4 如图 1-57所示各电阻元件，求未知电压、电流或电阻值R及并说电 阻消耗的功率P。 2A 2A I -1A _ + + +
U
_ (a)
15Ω
6V _ (b)
10Ω -8V + (c)
R
U
_ (d)
12Ω
图1-57 习题1-4图 解：图1-57（a）：电压与电流为关联参考方向，则电压U和功率P为 U=IR=2×15=30V；P=UI=2×30=60W 图1-57（b）：电压与电流为非关联参考方向，则电流I和功率P为 I=-U/R=(-6)/10=-0.6A；P=-UI=-6×(-0.6)= 3.6W 图1-57（c）：电压与电流为非关联参考方向，则电阻R和功率P为 R=-U/I=-(-8)/2=4Ω ；P=-UI=-(-8)×2= 16W 图1-57（d）：电压与电流为关联参考方向，则电压U和功率P为 U=IR=(-1)×12=-12V；P=UI=(-1)×(-12)=12W
(b)
_
US U
_
(c) +
U
_
(d)
R0
R0
R0
R0
图1-31 练习与思考1图 解：上图含源二端网络的伏安特性表达式为:（由KVL方程可得） （a） （b） （c） （b）
19页
4.如图1-34所示电路，已知 US1=12V，US2=6V，R1=4Ω ，R2=2Ω ，Uab=15V。 求电流I。
18页
1. 如图 1-31所示电路，判别共有几条支路、几个节点、几个回路。
5 1 2
6 3 4 解：由图知，该电路共有 5条支路 4个节点 6个回路
图1-31 练习与思考1图
18页
3. 列写图1-33所示含源二端网络的伏安特性表达式。
I
+ +
_
I
+ +
I
+
_
I
+
US
_
US U
_
(a) +
US U
_
I2 I3
I 2 I 3 1A
6Ω
由KCL得 I 1 I 3 I 2 I 4
I 4 I 1 2A

b
(a)
U
ab
6I 3 6I 4
6 1 6 2 18V
29页
2I1
+ + 20V _ 回路１
_
I=0
+
解：选电阻元件电流和电压参考方向如图
IB I1
10kΩ _ +
解：(1)选电阻元件电流和电压参考方向如图
I2
20kΩ
B
+
由KCL得 I 2 I 1 I B
IB 0 I1 I2
回路１ + 6V _
UBE
6V 回路2 _
由KVL得 回路1 6 10000 I 1 20000 I 2 6 0
E
(b)
I1 I2
60V 4Ω _ + I=0 2A 20Ω 回路1 + 解：(1)选电阻元件电流和电压参考方向如图
a
由KCL得 2 I 1 I
I 0 I 1 2A
Uab
_
I1
图1-63 习题1-10的电路图
b
由KVL得 回路1 20 I 1 4I 60 U ab 0
U ab 60 20 I 1 4I 100 V
图1-59 习题1-6图 解：（1） R1不是电压源的内阻； （2） 当R1=10Ω 时，求电流I 和I2。首先将两个电阻等效为 一个电阻Red
电流 电流 I 2
I
U R eq

10 50
0 .2 A
100 100 100

R1 R1 R 2
I
0 .2 A 0 .1 A
230V
_
U
_ (a)
100Ω
I
+
230V _ + 解：流过电压源的电流与端电压为非 关联参考方向，则： 电压源的输出电流 I=US/(R+R0)=230/(100+5)=2.19A； 端电压 U=US-IR0=230-2.19×5=219V； 提供的功率 P=UI=219×2.19=479.61W
Hale Waihona Puke Baidu9页
1-11 如图 1-64所示电路。 （1）当ab端之间断开时，求Uab。 （2）当ab端之间用理想导线短接时，求流过短接线的电流Iab。
60V 5Ω _ + Iab 解：(2)选电阻元件电流和电压参考方向如图
a
+
2A 20Ω 回路1
由KCL得 2 I 1 I ab
I 1 2 I ab
当R1改变时，R2的工作状态不改变。
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1-9 如图 1-62所示电路，求各元件的功率，并说明其工作状态。
I1
10V
+ _
I2
4Ω
2A
10V
+ _
4Ω
+
2A
U2A
(b)
_
(a) 解： 2 I
10 4 2.5A
解：
I 1 I 2 - I 2 . 5 - 2 0.5 A
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1-10 如图 1-63所示电路。求ab端断开时的电压Uab。 10V 4Ω _ +
+ 2I1
_
I=0
+
a
I=0
2A 6Ω 6Ω +
+
a
20V
_
10Ω
Uab
_
Uab
_
10Ω
I1
(b)
b
(a) 图1-63 习题1-10的电路图
b
29页 10V 4Ω _ + 解：选电阻元件电流和电压参考方向如图
I2 I1 2A I4
I3回路１
6Ω
I=0
+
a Uab
_
由KVL得 回路1 6I 3 4I 2 10 0
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1-5 图 1-58所示为一个理想电压源和一个实际电压源分别带相同负载的 电路，分别求电压源的输出电流I、端电压U及其提供（负载消耗）的 功率P。
I
+
+ 230V _ 230V +
I
+
U
_ (a)
100Ω
_
U
_ (b)
100Ω
5Ω
图1-58 习题1-5图
28页
I
+ + 解：流过电压源的电流与端电压为非 关联参考方向，则： 端电压 U=US=230V； 电压源的输出电流 I=U/R=230/100=2.3A ； 提供的功率 P=UI=230×2.3=529W
12 30000
A 0 . 4 mA
0
回路2
6 20000 I 2 U
BE
BE
U
6 20000 I 2 2V
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1-12 如图 1-65所示电路。 （1）当IB=0时，求电流I1、I2及电压UBE各为多少？ （2）当UBE=-0.3V时，电流I1、I2 、IB 各为多少？
U1
_
I1
图1-63 习题1-10的电路图
b
由KVL得 回路1 20 I 1 5I ab 60 0
20 ( 2 I ab ) 5I ab 60 0
I ab 4 A
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1-12 如图 1-65所示电路。 （1）当IB=0时，求电流I1、I2及电压UBE各为多少？ （2）当UBE=-0.3V时，电流I1、I2 、IB 各为多少？
-5V _ (b)
-6V _ (d)
图1-54 习题1-1图 解：图1-54（a）：电压与电流为关联参考方向，元件吸收的功率为 P=3×(-2)=-6W，即实际提供功率6W。 图1-54（b）：电压与电流为关联参考方向，元件吸收的功率为 P= (-5)×1=-5W，即实际提供功率5W。 图1-54（c）：电压与电流为非关联参考方向，元件提供的功率为 P=8×(-1)=-8W ，即实际吸收功率8W。 图1-54（d）：电压与电流为非关联参考方向，元件提供的功率为 P= (-6)×3=-18W ，即实际吸收功率18W。
IB I1
10kΩ _ +
解：(2)选电阻元件电流和电压参考方向如图
I2
20kΩ
B
+
由KVL得 回路2 6 20000 I 2 U BE 0
I2
6 U 20000
BE
回路１ + 6V _
UBE

6 ( 0.3) 20000
A 0 . 315 mA
6V 回路2 _