电工技术第1章答案(修订)

并说明 u 与 i 参考方向是否关联
图 1-86 习题 1.2 图
7
解题指南：对于无源元件（电阻、电容和电感），电压和电流参考方向是否关联，元件的电
压电流约束方程是不同的（非关联比关联时的约束方程多一个‘－’号）；对于电流源，输出电
流恒定，电压取决于外电路；对于电压源，输出电压恒定，电流取决于外电路。
电流 I 值为 (
)。
(a) 9A
(b) −9 A
(c) 3 A
(d) -3 A
分析：电阻 R 两端电压其实就是电源电压 U，只是参考方向与电流 I 为非关联，根据非关联
欧姆定律， I = − U = −3A 。 R
答案：（d）
10．理想电流源的外接电阻越大，则电流源的端电压 (
)。
(a) 不变
(b) 越低
)。
(a) 25 Ω
(b)15 Ω
(c) 5 Ω
(d) 2.5 Ω
2
分 析 ： 根 据 基 尔 霍 夫 电 流 定 律 I1 = I − I 2 = 5A ， 根 据 欧 姆 定 律 U = I1R1 = 25V ， 故
R2
=
U I2
= 2.5Ω
答案：（d）
9．电路如图 1-75 所示，已知电源电压 U = 9 V，电阻 R = 3 Ω，R 1= 6 Ω，R2 = 3 Ω，则
反比。
答案：（b）
12．电路如图 1-76a 所示，当电路改接为图 1-76 b 时，其电阻 R 上的电压U 将(
)。
(a) 不变
(b) 减小
(c) 升高
(d)不确定
IS
IS
UR
UR
a）
US
b）
图 1-76 选择题 12 图
3
分析：根据电流源特性，电流源输出电流 IS 不变，故图 a 和 b 中，流过电阻 R 的电流均为 IS。 答案：（a）
b）根据基尔霍夫电流定律，列出结点电流方程，有
I = (−4 + 8)A = 4A
U = I × 5 = 20V 电压源功率 PU = U × 4 = 80W 电流源功率 P1 = −8 ×U = −160W 电阻的功率 PR = U × I = 80W 验证功率平衡 PU + PI + PR = 0 故功率平衡。
(c) 越高
(d)不能确定
分析：理想电流源的特性为输出电流恒定，根据欧姆定律，端电压与外接电阻成正比。
答案：（c）
11．理想电压源的外接电阻越大，则流过电压源的电流 (
)。
(a) 不变
(b) 越低
(c) 越高
(d)不能确定
分析：理想电压源的特性为输出电压恒定，根据欧姆定律，流过电压源的电流与外接电阻成
(b) u = C d i dt
(c) i = −C du dt
( d ) u = Li
1
Ci
u
图 1-70 选择题 4 图
分析：电容元件特性，电容电压、电流参考方向为关联时 i = C du ，非关联时 i = −C du 。
dt
dt
答案：（c）
5．在图示 1-71 电感电路中，电压与电流的正确关系式应是(
)。
(a) 变小
(b) 变大
(c) 不变
（d）不可确定
I
US
R1
R
图 1-72 选择题 6 图
分析：电阻 R 两端的电压为 US，恒定不变，故流过电阻 R 的电流 I
=
US R
，与 R1 无关。
答案：（c）
7．电路如图 1-73 所示，当电阻 R1 增大时，电压 U 将(
(a) 变小
(b) 变大
(c) 不变
)。
(a) 增大
(b) 减小
(c) 不变
（d）不可确定
I
US
R
图 1-69 选择题 3 图
分析：根据欧姆定律，电压源 US 的电流 I
= US R
，理想电压源的特性为电压 US 恒定，电流 I
与外接电阻 R 成反比。
答案：（b）
4．在图示 1-70 电容电路中，电压与电流的正确关系式应是 (
)。
(a) i = C du dt
（1）说明各方框上的电压与电流参考方向是否关联。 （2）确定哪些是电源，哪些是负载，并讨论其功率平衡。
10V
8V
B
D
5V A －9A
－5V C 3A
13V E 6A
解题指南：
图 1-85 习题 1.1 图
（1）电压、电流参考方向是为分析电路任意假设的，是否关联是根据同一元件上的电压、电
流参考方向是否一致来判定，一致则关联，反之则非关联。
验证功率平衡：
为负载； 为电源。
PA + PB + PC + PD + PE = [(−45) + 90 + (−15) + 48 + (−78)]W = 0 W 故 功
率平衡。
本题小结：熟悉参考方向、关联参考方向的概念，掌握功率的计算和电源与负载的判定。
1.2 各元件的电压和电流参考方向如图 1-86 所示，试写出各元件电压 u 和电流 i 的约束方程。
（2）电源与负载的判断是根据元件的功率的正负来判断，功率为正即为负载，功率为负即为
电源。功率的计算：U、I 为同一元件上的电压电流，当 U、I 为关联参考方向时，功率 P = U × I ；
当 U、I 为非关联参考方向时，功率 P = −U × I 。
解：（1）A、C、D 方框上的电压与电流参考方向为关联参考方向；
计算出电流源两端的电压 U IS = IS × 2 − 5 = 3V ，方向与电流 IS 为非关联，故电流源的功率
PIS = −U IS IS = −12W ，其中，‘－’表示提供功率。
答案：（d）
18．如图 1-82 所示电路中支路电流 I 为(
)。
(a) 3A
(b) －3A
(c) 27A
(d) －27A
b b）
分析：根据电压源特性，直接串联的多个电压源可以用一个电压源等效替代，等效电压源的
4
大小为各电压源大小的代数和（与等效电压源电压方向一致的取‘＋’，反之取‘－’）。
答案：（c）
16．电路如图 1-80 所示，已知U S = 4 V，IS = 8 A，R = 2Ω ，提供功率的电源是(
)。
(a) 电压源
(b) 电流源
(c) 电压源和电流源
(d)不确定
IS
US
R
图 1-80 选择题 16 图
分析：直接分析功率，电阻功率
PR
=
U
2 S
R
= 8W
（消耗功率），电流源的功率
PIS = −U S I S = −32W（提供功率），根据功率守恒，电压源功率 PUS = −(PR + PIS ) = 24W（消
解：a）图为电阻元件，电压与电流参考方向为非关联，约束方程为
u = −Ri = −5i
b）图为电感元件，电压与电流参考方向为关联，约束方程为
u = L di = 10 di dt dt
c）图为电容元件，电压与电流参考方向为非关联，约束方程为
i = −C du = −20 du
dt
dt
d）图为电流源，电压与电流参考方向为非关联，约束方程为
)。 （d）不可确定
IS U
R1 R
图 1-73 选择题 7 图
分析：电压U = I S (R1 + R2 ) ，根据恒流源特性 IS 不变，故电压 U 与 R1 + R2 成正比。
答案：（b）
8．电路如图 1-74 所示，已知电路中电流 I = 15A ， I 2 = 10A ，则电阻 R2 为(
大小为各电流源大小的代数和（与等效电流源电流方向一致的取‘＋’，反之取‘－’）。
答案：（c）
15．把图 1-79a 所示电路用图 1-79b 所示的等效电压源替代，该等效电压源U S 的参数为
(
)。
(a) 25V
(b)45VA
(c) －25V
(d) －45V
20V
a
a
10V
US
15V a）
b 图 1-79 选择题 15 图
解：假设流过电阻的电流如图所示
4A
4A
4A
8A
I
8A
I
U
5Ω
U
5Ω
U
I
5Ω
8A
a）
b）
c）
图 1-87 习题 1.3 图
a）根据基尔霍夫电流定律，列出结点电流方程，有
I = (4 + 8)A = 12A
U = I × 5 = 60V
8
电压源功率 PU = −U × 4 = −240W 电流源功率 P1 = −8 ×U = −480W 电阻的功率 PR = U × I = 720W 验证功率平衡 PU + PI + PR = 0 故功率平衡。
I
R1
US
15A
IS R2
7A
R3
5A
图 1-82 选择题 18 图
5
分析：根据广义结点形式的基尔霍夫电流定律（流入封闭面的电流之和等于流出封闭面的电
流之和）， I = (15 − 7 − 5) A = 3 A 。
答案：（a）
19．如图 1-83 所示电路中的开路电压 U 为(
(a) －6V
(b) 6V
耗功率）（也可先计算出所有电源元件的电压、电流，然后分别计算功率，功率为负的提供功率）。
答案：（b）
17．电路如图 1-81 所示，试计算电流源 IS 提供的功率为(