电工学第四版习题解答

第1章 习题解答(部分)

1.5.3 有一直流电源，其额定功率P N =200 W ，额定电压U N ＝50 V ，内阻只ＲN ＝0.5Ω，负

载电阻Ｒ0可以调节，其电路如图所示。试求： (1)额定工作状态下的电流及负载电阻， (2)开路状态下的电源端电压，

分析 电源的额定值有额定功率P N 。额定电压U N 和额定电流I N 。三者间的关系为 P N =U N I N 。额定电压U N 是指输出额定电流I N 时的端电压，所以额定功率P N 也就是电源额定工作状态下负载所吸收的功率。

解 （1）额定电流 A U P I N N N 450

200===

负载电阻 5.124

50

===

N N I U R Ω （2）开路状态下端电压U 0 等于 电源电动势E 。

U 0＝E ＝U N ＋I N Ｒ0＝50＋4×0.5＝52 V

1.5.6 一只100V ，8W 的指示灯，现在要接在380V 的电源上，问要串多大阻值的电阻?该

电阻应选用多大瓦数的?

分析 此题是灯泡和电阻器额定值的应用。白炽灯电阻值随工作时电压和电流大小而变，但可计算出额定电压下的电阻值。电阻器的额定值包括电阻值和允许消耗功率。

解 据题给的指示灯额定值可求得额定状态下指示灯电流I N 及电阻只R N

Ω

≈==≈==

1510073

.0110A 073.0110

8

N N N N N N U U R U P I

串入电阻R 降低指示灯电压，使其在380V 电源上仍保持额定电压U N ＝110V 工作，故有 Ω≈-=-=

3710073

.0110

3800N N I U U R 该电阻工作电流为I N =0.073 A,故额定功率为

W R I P N R 6.193710073.02

2≈⨯=⋅=

可选额定值为3.7k Ω,20 W 的电阻。

1.5.7在图1.03的两个电路中，要在12V 的直流电源上使6V ，50 mA 的电珠正常发光，

应该采用哪 一个联接电路？ 解 要使电珠正常发光，必须保证电珠 获得6V ，50mA 电压与电流。此时电珠

的电阻值为12050

6

==

R Ω。 在图1.03(a)中，电珠和120Ω电阻

R d

c

（a ） （b ）

将12V 电源电压平分，电珠能获得所需

的6V 电压和50mA 电流，发光正常。

在图1.03(b)中，电珠与120Ω电阻并联后再串联120Ω电阻。并联的120Ω电阻产生分流作用，使总电流大于50mA ，串联的120Ω电阻压降大于6V ，电珠电压将低于6V ，电流将小于50mA ，不能正常发光。用中学物理中学过的电阻串并联知识，或教材第二章中2．1节的方法可计算如下：

33.3mA

mA 7.662

121V 41201066.712mA 6.77180

12

180120

120120

1201203-N ＝＝＝电珠中电流 ＝－＝电珠端电压 ＝

电路总电流 ＝＋＋＝电路总电阻 ‘⨯⨯⨯≈Ω

⨯I I U I R

结论 应采用图1.03（ａ）联接电路。

1.5.9 图1.05的电路可用来测量电源的电动势E 和内阻R 0。图中，R 1＝

2.6 Ω， R 2＝

5.5Ω。当将开关S 1闭合时，电流表读数为2A ，断开S 1，，闭合S 2后，读数为1A 。试求E 和R 0。

解 据题意有两个未知量，可列出两个电压 方程式求解之。

当开关S 1闭合时有

E －I 1Ｒ0= I 1Ｒ1 ① 当开关S 1断开, S 2闭合时有 E －I 2Ｒ0= I 2Ｒ2 ② 代入数据联立求解。

E －2×Ｒ0=2×2.6=5.2

E －1×Ｒ0=1×5.5=5.5

可得 E=5.8 V ，Ｒ0=0.3 Ω

1.6.2 在图1011所示的电路中，U 1＝10V ，E 1＝4V ，E 2＝4V ，R 1＝4 Ω，R 2＝2 Ω，R 3＝

5Ω，1，2两点处于开路状态，试计算开路电压U 2。 解 根据基尔霍夫电压定律，电路左边回路

电流为

A R R E U 14

24

10I 1211=+-=+-=

对电路右边回路有

IR 1＋E 1＝E 2＋U 1

所以U 2＝IR 1＋E 1－E 2＝1×4＋4－2＝6V 1.7.4 在图1.15中，求A 点电位V A 。

解 将图1.15改成图解1.13所示电路。 根据基尔霍夫电流定律有 I 1－I 2－I 3＝0

根据基尔霍夫电压定律，对左边回路有

图1.03 习题1.5.7的图 ＋

E

－ 1 1

图1.0５

习题1.5.９的图

＋

U

－

1

＋

U 2

－

图1.11 习题1.6.2的图

E 1－I 1 R 1＝V A 得 1

A

11R V E I -=

对右边回路有

E 2＋V A ＝I 2 R 2

得 2

A

22R V E I +=

又 V A ＝I 3R 3 ，I 3＝V A / R 3 将各电流代入，并加以整理得

3V .1420

15110155010501113212

211A -≈+

+-=++-=R R R R E R E V 此题由于所求量为A 点电位，V A ，作未知量，而各支路电流只作为中间变量，无须求出其值。

1.7.5 在图1.16中，如果15 Ω电阻上的电压降为30V ，其极性如图所示，试求电阻R 及B 点的

电位V B 。

解 将图1重画如图解2所示，标出各支路电流及各结点名称。 根据欧姆定律有

A 215

30

1==

I 根据基尔霍夫电流定律有

对A 点：I 2＝5＋I 1，则I 2＝5＋2=7A ， 对B 点：I 2＝I 3＋2＋3，则I 3＝＋2A 。 根据基尔霍夫电压定律得B 点电位为

V B ＝100－30－5×I 2＝100－30－35＝35V

由此得 Ω===5.172

35

B B I V R

10Ω A

5Ω 图1.15习题1.7.4的图 －

50V

＋

＋

－

2 Ω

R 10 图解1.13

3A

3A

图1. 图2