电工电子学 林小玲主编 第二章答案

第2章习题答案
2.1.1 选择题
（1）在图2-73所示电路中，发出功率的元件是__Ａ___。

（Ａ）仅是5Ｖ的电源（Ｂ）仅是2Ｖ的电源
（Ｃ）仅是电流源（Ｄ）电压源和电流源都发出功率
（Ｅ）条件不足
图2-73题2.1.1（1）图图2-74题2.1.1（2）图
（2）在图2-74所示电路中，当增大时，恒流源两端的电压Ｕ__B___。

（A）不变（B）升高（C）降低
（3）在图2-75所示电路中，当开关S闭合后，P点的电位__B___。

（A）不变（B）升高（C）为零
（4）在图2-76所示电路中，对负载电阻R而言，点画线框中的电路可用一个等效电源代替，该等效电源是__C___。

（A）理想电压源（B）理想电流源（C）不能确定
图2-75题2.1.1（3）图图2-76题2.1.1（4）图
(5) 实验测的某有源二端线性网络的开路电压为10V，当外接3Ω的电阻时，其端电压为6V，则该网络的戴维南等效电压的参数为(C)。

(a)U S=6V，R0=3Ω (b)U S=8V，R0=3Ω (c)U S=10V，R0=2Ω
(6) 实验测得某有源二端线性网络的开路电压为6V，短路电流为3A。

当外接电阻为4Ω时，流过该电阻的电流I为( A )。

(a)1A(b)2A(c)3A
(7) 在图2-77所示电路中，已知U S1=4V，U S2=4V，当U S2单独作用时，电阻R中的电流为1MA，那么当U S1单独作用时，电压U AB是（A）
（A）1V （B）3V （C）-3V
图2-77题2.1.1（7）图
（8）一个具有几个结点，b条支路的电路，其独立的KVL方程为（B）
a)（n-1）个 b)（b-n+1）个
（9）一个具有几个结点，b条支路的电路，要确定全部支路电流，最少要测量（B）
a)（n-1）次 b)（b-n+1）次
（10）一个具有n个结点，b条支路的电路，要确定全部支路电压，最少要测量（A）
a)（n-1）次 b)（b-n+1）次
（11）电阻并联时，电阻值越大的电阻：（A）
a)消耗功率越小； b)消耗功率越大。

（12）两个电阻并联时，电阻值，越小的电阻（B）
a)该支路分得的电流愈小； b)该支路分得的电流愈大。

（13）电路如图2-78所示，ab端的等效电阻R ab=（B）
a)2.4 b)2
（14）电路如图2-79所示，已知U AB=6V，已知R1与R2消耗功率之比为1：2，则电阻R1，R2分别为（A）
a)2 ，4 b)4 ，8
图2-78题2.1.1（13）图图2-79题2.1.1（14）图
2.1.2 填空题
（1）在图2-80所示电路中，甲同学选定电流的参考方向为I，乙同学选定为I′。

若甲计算出I＝-3A，则乙得到的计算结果应为I′＝__3__A。

电流的实际方向与_ 乙___的方向相同。

（2）由电压源供电的电路通常所说的电路负载大，就是指_浮在电阻小，吸收的电流大，消耗的功率大____。

（3）恒压源的输出电流与_负载电阻__有关；恒流源的端电压与_负载电阻___有关。

（4）在图2-81所示电路中，已知I1＝1A，则＝_-0.5___A。

图2-80题2.1.2（1）图图2-81题2.1.2（4）图
2.1.3 判断题
（1）某电阻两端所加电压为100V，电阻值为10，当两端所加电压增为200V时，其电阻值将增为20。

（ⅹ）
（2）两电阻并联时，电阻小的支路电流大。

（√）
（3）选用一个电阻，只要考虑阻值大小即可。

（ⅹ）
2.1.4 图2-82所示电路中，已知U S1=30V，U S2=18V，R1=10Ω，R2=5Ω，R3=10Ω，R4=12Ω，R5=8Ω，R6=6Ω，R7=4Ω。

试求电压U AB。

图2-82题2.1.4图
解：
应用KVL对ABCDA回路列出
U AB–R5 I5–R4I4+R3I3=0
U AB= R4I4+ R5I5–R3I3
根据KCL，I4=0，则
U AB= R5I5–R3I3
V
2.1.5 图2-83所示电路中分别设a、b点的电位为零。

试求电路各点的电位。

图2-83题2.1.5图
解：
图2-83（a）所示的电路中，已标出参考点（“接地”符号），即，其余各点与参考点比较，比其高的为正，比其低的为负。

则有：
V
V
V 可见，a点电位比b点高60V，c点和d点的电位比b点分别高于140V和90V。

V
V
V 分析计算说明b点的电位比a点低60V，而c点和d点的电位比a点分别高80V和30V。

2.1.6 图2-84所示的电路中，试求：
（a）开关S断开时a点的电位；
（b）开关S 闭合后a点的电位。

图2-84 题2.1.6图
解：
为了计算方便，可将原电路（图解（a）绘出，如解图（b）、（c）所示）。

图 2-84解图
（1）当S断开时，电路中的电流I为
mA
所以，a点的电位
V
或
V
（2）当S闭合后，电路如图（c）所示，b、o支路只包含一个6V理想电源，即Vb= +6V。

根据KVL可列出
mA
所以，可得
V
或
V
计算结果表明：当参考点选定后，电路得各点电位都有明确得意义，而与计算的路径无关。

2.1.7试求如图2-85所示电路中的电流和电压。

图2-85 题2.1.7图
解题思路与技巧：在求解含受控源的电路问题时，将受控源当作独立电源一样看待即可。

解：（1）在图（a）所示电路中
所以
（2）在图(b)所示电路中
提示：受控源亦是电源，应用KCL,KVL列电路方程时，如果遇到回路内含有受控电压源，以及结点或封闭曲面连接又受控电流源时，先将受控源当作独立电源一样对待，列出电路基
本方程，根据受控源受控制的特点，列出控制量与待求量之间关系式——亦称为辅助方程，解基本方程和辅助方程，即可求出待求量。

2.2.1 选择题
（1）在图2-86（a）中，已知。

用图2-86（b）所示的等效理想电流源代替图2-86（a）所示电路，则等效电流源的参数为 B 。

（A）6A （B）2A （C）3A （D）8A
（2）在图2-87所示电路中，已知：。

当单独作用时，上消耗电功率为18W。

则当和两个电源共同作用时，电阻消耗电功率为 A 。

（A）72W （B）36 W （C）0 W （D）30 W
图2-86 题2.2.1（1）图图2-87 题2.2.1（2）图
（3）下列说法正确的有 A C 。

（A）列KVL方程时，每次一定要包含一条新支路电压，只有这样才能保证所列写的方程独立；
（B）在线性电路中，某电阻消耗的电功率等于个电阻单独作用时所产生的功率之和；
（C）借助叠加原理能求解线性电路的电压和电流；
（D）若在电流源上再串联一个电阻，则会影响原有外部电路中的电压和电流。

（4）电路如图2-88所示，用支路电流法求得电流I１=（B）
a) 6A b) -6A
（5）电路如图2-89所示，用支路电流法求得电压U=（B）
a) 144V b) 72V
（6）电路如图2-90所示，电流源两端的电压U=（B）
a) 1V b) 3V
图2-88 题2.2.1（4）图图2-89 题2.2.1（5）图图2-90 题2.2.1（6）图（7）回路电流法适用于：（B）
a) 平面电路b) 平面或非平面电路
（8）用回路电流法求解电路，若电路中存在无伴电流源时，该无伴电流源两端的电压设为：（A）
a) b) 零。

（9）电路如图2-91所示，用回路电流法求得电压U=（A）
a) 80V b) -80V
图2-91 题2.2.1（9）图图2-92 题2.2.1（10）图
（10）电路如图2-92所示，用回路电流法求得电流I=（B）
a) 1A b) -1A
（11）叠加定理适用于（a）
a)线性电路b)线性电路和非线性电路
（12）应用叠加定理求解电路，当其中一个或一组独立源作用，其它电压源，电流源分别看作（b）
a)开路、短路； b)短路、开路。

（13）当含源一端口网络输入电阻R in=0 时，该一端口网络的等效电路为：（a）
a)电压源； b)电流源。

（14）当含源一端口网络的输入电阻时，该一端口网络的等效电路为：（b）
a)电压源；b)电源源。

（15）含源一端口网络的戴维南等效电路中的等效电阻R eq：（b）
a)只可能是正电阻；b)可能是正电阻也可能是负电阻。

2.2.2 填空题
（1）将图2-93等效为电压和电阻的串联时则电源的电压= 2V，电阻= 4 。

（2）两额定电压相同的100W和15W白炽灯泡工作时，100W灯泡的电阻比15W的要小。

同一个白炽灯泡在冷态（即不工作时）的电阻比工作时的电阻要小。

（3）在图2-94电路中，= 10 V,= -10 V,= 10 V,= 10 V。

图2-93 题2.2.2（1）图图2-94 题2.2.2（3）图
（4）在图2-95所示电路中，A,B两端的等效电压源的电动势=3V，等效内阻= 2.5 。

图2-95 题2.2.2（4）图
2.2.3 列写图2-96所示电路的支路电流方程( 电路中含有理想电流源）
图2-96 题2.2.3图
解1:(1)对结点 a 列 KCL 方程：
(2)选两个网孔为独立回路，设电流源两端电压为U ，列KVL方程：
(3)由于多出一个未知量 U ，需增补一个方程：
求解以上方程可得各支路电流。

解2：由于支路电流I2已知，故只需列写两个方程：
(1)对结点 a 列KCL方程：
(2)避开电流源支路取回路，如图b选大回路列 KVL方程：
解法 2 示意图
注：本例说明对含有理想电流源的电路，列写支路电流方程有两种方法，一是设电流源两端电压，把电流源看作电压源来列写方程，然后增补一个方程，即令电流源所在支路电流等于电流源的电流即可。

另一方法是避开电流源所在支路例方程，把电流源所在支路的电流作为已知。

2.2.4在图2-97所示电路中，已知，，，，。

试求：
1、各支路电流；
2、电路中各元件的功率。

图2-97 题2.2.4图
解：（1）求各支路电流。

将已知数据代入方程式（1），（2），（3），（4），（5）则有
（1）
（2）
（3）
（4）
（5）
联立求解，得
，，，
计算结果的实际方向与图中假设的参考方向相反，即发电机1为充电状态。

（2）元件的功率。

把，视为恒压源，发出的功率分别为
为负值，表示其并不发出功率，而是消耗功率，作电动机运行，是发电机2的负载。

各电阻消耗的功率
电源发出的功率应与电阻电阻消耗的功率平衡
值得注意的是，题图2-25中所示和可用电阻串并联等效为，。

则图中所示电路可化简为题2.2.4解图。

这时电路中仅有三个未知量，可节省许多计算工作量。

题2.2.4解图
2.2.5试用支路电流法计算图2-98电路中电流以及电源两个电压。

图2-98 题2.2.5图
解：电路中含有电流源，该支路电流。

确定后虽少了一个未知量，但因电流两端电压为待求量，仍需列写三个独立方程联立求解。

由KCL和KVL可列写出方程：
结点1：
回路Ⅰ：
回路Ⅱ：
代入数据联立求解，得
2.2.6 试用结点电压法计算图2-99 所示电路中各支路电流。

图2-99 题2.2.6图
解：此电路中三个结点，选结点3为参考点，对结点1和结点2 列写两个电压方程为结点1：（1）
结点2：（2）
将电路参数代入方程式（1）、（2），可得
（1）
（2）
解得
各支路电流参考方向如图2-27所示，电流的数值为
2.2.7 求图2-100所示电路的电压U
图2-100 题2.2.7图
解：应用叠加定理求解。

首先画出分电路题2.2.7图解所示
题2.2.7图解
当12V电压源作用时，应用分压原理有：
当3A电流源作用时，应用分流公式得：
则所求电压：
2.2.8 计算图2-101所示电路中的电压U0；
图2-101 题2.2.8图
解：应用戴维宁定理。

断开3Ω电阻支路，如题2.2.8解图(b)所示，将其余一端口网络化为戴维宁等效电路：
1)求开路电压U oc
2)求等效电阻R eq
方法1：外加电压源如题2.2.8解图(c)所示，求端口电压U 和电流I0的比值。

注意此时电路中的独立电源要置零。

因为：
所以
方法2：求开路电压和短路电流的比值。

把电路断口短路如题2.2.8解图(d)所示。

注意此时电路中的独立电源要保留。

对题2.2.8解图(d)电路右边的网孔应用KVL，有：
所以I =0 ，
则
3) 画出等效电路，如题2.2.8解图 (e)所示，解得：
题2.2.8解图（b）题2.2.8解图（C）
题2.2.8解图（d）题2.2.8解图（e）注意：计算含受控源电路的等效电阻是用外加电源法还是开路、短路法，要具体问题具体分析，以计算简便为好。

2.2.9 电路如图2-102所示，已知开关S扳向1，电流表读数为2A；开关S扳向2，电压表读数为4V；求开关S扳向3后，电压U 等于多少？
图2-102 题2.2.9图
解：根据戴维宁定理，由已知条件得
所以
等效电路如图(b)所示，
题2.2.9解图（b）
则：
2.2.10 应用诺顿定理求图2-103示电路中的电流I 。

图2-103 题2.2.10图
解：
(1) 求短路电流I SC，把ab端短路，电路如图2-103(b)所示，解得：
所以：
图2-103（b）
(2) 求等效电阻R eq，把独立电源置零，电路如图2-103(c)所示。

解得：
(3) 画出诺顿等效电路，接上待求支路如图2-103(d)所示，应用分流公式得：
注意：诺顿等效电路中电流源的方向。

图2-103（c）图2-103（d）
2.3.1 选择题
（1）电路的过渡过程经过一段时间就可以认为达到了稳定状态，这段时间大致为 B 。

（A）τ（B）（3～5）τ（C）10τ
（2）在图2-104所示电路中，当开关S在t=0时由“2”拨向“1”时，电路时间常数τ为 B 。

（A）R1C（B）（R1+R2）C（C）（R1/R2）C（D）（R1+R3）C
（3）换路定则是指从0-到0+时ACE 。

（A）电容电压不能突变（B）电容电流不能突变
（C）电感电流不能突变（D）电感电压不能突变
（E）储能元件的储能不能突变
（4）在图2-105所示电路中，原电路已稳定，在t=0时刻开关S闭合，试问S闭合瞬间uL(0+)的值为（C）。

（A）0V（B）∞V（C）100V（D）200V
图2-104 题2.3.1（2）图图2-105 题2.3.1（4）图
（5）动态电路换路时，如果在换路前后电容电流和电感电压为有限值的条件下，则换路前后瞬间有：（a）
a) b)
（6）电路如图2-106所示，电路原已达稳态，t=0时开关S由1合向2，则、为：（b）
a) OA ， 24V b) 4A ， 20V
图2-106 题2.3.1（6）图
（7）电路如图2-107所示，电路原已达稳态，t=0时开关S闭合，则、为：（b）
a) -1mA ，0V b) +1mA ，0V
图2-107 题2.3.1（7）图
（8）电路如图2-108所示，电路原已达稳态，t=0时开关S打开，则，为：（b）
a) 4A ， 4S b) 2A ， 0.25S
图2-108 题2.3.1（8）图
（9）电路如图2-109所示，电路原处于稳态，t=0时开关S打开，t>0时电流i为：（a）
a) -0.8e-t A b) 0.8e-t A
图2-109 题2.3.1（9）图
（10）电路如图2-110所示，电路原已达稳态，t=0开关S打开，电路时间常数和
为：（b）
a) 2S ，1A b) 0.5S ，1A
图2-110 题2.3.1（10）图
（11）电路如图2-111所示，电路原处于稳态，t=0时开关S闭合，则，和为：
（b）
a) 4V ，2V ， 1S b) 2V ， 4V ， 1S
图2-111 题2.3.1（11）图
2.3.2、填空题
（1）工程上认为当图2-112中的开关S在闭合后过渡过程将持续6～10ms ms。

（2）一般电路发生换路后存在一段过渡过程，是因为电路中含有储能元件。

（3）在图 2-113中，开关S断开前电路已处于稳态。

设电压表的内阻R V=2.5kΩ，则当开关S断开瞬间，电压表两端的电压为5000 V。

（4）某RC电路的全响应为,则该电路的零输入响应为V,零状态响应为V。

图2-112 题2.3.2（1）图图2-113 题2.3.2（3）图
2.3.3 判断题
（1）RC微分电路具备的条件之一是时间常数（为输入矩形脉冲电压的宽度）。

（×）（2）RC积分电路具备的条件之一是时间常数（的含义同上题）。

（×）
（3）RC电路中，瞬变过程中电容电流按指数规律变
化。

（√）
（4）在RL电路中，在没有外部激励时，由于电感线圈内部储能的作用而产生的响应，称为零输入响应。

（√）2.3.4 如图2-114（a）所示的电路中，开关S在t=0时闭合，开关S闭合前后电路已处于稳态。

试求开关S闭合后各元件电压、电流的初始值。

图2-114 题2.3.4图
解：（1）根据时等效电路（见图（b））可得
由换路定则可求得时,, 其分别为
（2）根据时等效电路(c),可求得图(c)所示电路中的其他初始值
提示：由计算结果可见，接路瞬间除、不能跃变外，其他电压和电流均可跃变，因此其他初始值的求解完全遵循基尔霍夫定律。

2.3.5图2-115所示电路在 t＜0 时电路处于稳态，求开关打开瞬间电容电流i C (0+)
图2-115 题2.3.5图
解：(1) 由图t=0－电路求得：u C (0－)=8V
(2) 由换路定律得：u C (0＋)=u C (0－)=8V
(3) 画出0＋等效电路如图 (b) 所示，
电容用 8V 电压源替代，解得：
注意：电容电流在换路瞬间发生了跃变，即：
图2-115 题2.3.5（B）图
2.3.6图2-116所示电路在 t＜0 时电路处于稳态，t = 0 时闭合开关,求电感电压u L (0+) 。

图2-116 题2.3.6图
解：
(1) 首先由图(a)t=0－电路求电感电流，此时电感处于短路状态如图（b）所示，则：
图2-116 题2.3.6图（B）图2-116 题2.3.6图（C）
由换路定律得：
i L (0+) = i L (0－)= 2A
(3) 画出 0+ 等效电路如图 (c) 所示，电感用 2A 电流源替代，解得：
注意：电感电压在换路瞬间发生了跃变，即：
2.3.7图2-117所示电路在t＜0时处于稳态，t=0时闭合开关,求电感电压u L(0+)和电容电流i C(0+)
图2-117 题2.3.7图
解：(1) 把图2-117 t=0－电路中的电感短路，电容开路，如图（b）所示，则：
(2) 画出0+等效电路如图(c)所示，电感用电流源替代，电容用电压源替代解得：
图2-117 题2.3.7图（B）图2-117 题2.3.7图（C）注意：直流稳态时电感相当于短路，电容相当于断路。

2.3.8求图2-118所示电路在开关闭合瞬间各支路电流和电感电压。

图2-118 题2.3.8图
解：(1) 把图t=0－电路中的电感短路，电容开路，如图（b）所示，则：
(2) 画出0+等效电路如图(c)所示，电感用电流源替代，电容用电压源替代解得：
图2-118 题2.3.8图（B）图2-118 题2.3.8图（C）
2.4.1 选择题
（1）在RL串联电路中，电压与电流的关系是＿＿B＿＿。

（A）（B）（C）
（2）在图2-119所示电路中，已知，u为正弦交流电压，电流表，，的读书均为1A，电流表的读数是 A 。

（A）1A （B）2A （C）3A （D）4A
图2-119 题2.4.1（2）图
（3）电容器C的端电压从0升至U时，电容器吸收的电能为 A 。

（A）（B）（C）
（4）用二瓦计法测量三相功率时，两个功率表的读数分别是，，则三相总功率是 C 。

（A）10+（+5）W （B）-5-10W （C）10+（-5）W
（5）无论三相负载作或Y连接时，三相总功率公式是 A 。

（A）只适用于对称负载
（B）只适用于有中线的三相负载
（C）对称负载与不对称负载均适用
(6)正弦量有效值的定义所依据的是正弦量与直流量的（B）
a)平均效应等效b)能量等价效应等效
(7)由图2-120可以看出，u 的相位相对于i 的相位是（B）
a)超前 b) 滞后
图2-120 题2.4.1（7）图
（8）相量的模值是正弦量的（A）
a)有效值b)最大值
（9）电容上的电压相量和电流向量满足（B）
a) b)
（10）当ω等于零时，电感相当于（A）
a)短路b)开路
（11）下面两个图形哪个图形可能是符合基尔霍夫定律的相量图 (B)
a) b)
(12)并联情况下，参考相量宜选择 (A )
a)电压相量 b)电流相量
2.4.2 填空题
（1）正弦交流电的三要素是最大值（有效值），角频率（频率）和初相位。

（2）已知两个正弦电流：，，则
= 。

（3）中线的作用就在于使星形连接的不对称负载的相电压对称。

（4）在L，C并联电路中，当频率f大于谐振频率时，电路呈容性性电路；当
时，电路呈感性性电路；当时，电路呈电阻性性电路。

2.4.3 判断题
（1）相量代表了正弦量中的有效值和角频率。

（×）
（2）在三相正弦电路中，若要求负载相互不影响，则负载应接成三角形且线路阻抗很小，或者接成星形且中线阻抗很小。

（√）
（3）电路的品质因数Q越高，则电路的选择性越好。

（√）
（4）提高功率因数时，采用并联电容而不采用串联电容的形式，主要是为了保证负载的端电压，电流及功率不受影响。

（√）
2.4.4电路如图2-121（a）所示，已知电压，求电压
图2-121 题2.4.4图(a) 图2-121 题2.4.4图(b)
解：以电流为参考相量，相量图如图（b）所示，根据相量图得：
所以
2.4.5 图2-122所示电路对外呈现感性还是容性？
图2-122 题2.4.5图
解：图示电路的等效阻抗为：
所以电路对外呈现容性。

2.4.6用叠加定理计算图2-123电路的电流，已知
图2-123 题2.4.6图
解：画出独立电源单独作用的分电路如图（b）和（c）所示，由图（a）得：
图2-123 题2.4.6图(b) 图2-123 题2.4.6图(c)
由图（b）得
则所求电流
2.4.7图2-124示电路是用三表法测线圈参数。

已知f=50Hz，且测得U=50V，I=1A，P=30W ,求线圈参数。

图2-124题2.4.7图
解：方法一，由电表的读数知：
视在功率
无功功率
因此
方法二，由
因
且
所以
方法三，由
得
因
所以
2.4.8图2-125示电路，已知：f =50Hz, U =220V, P =10kW, 线圈的功率因素cosφ=0.6，采用并联电容方法提高功率因素，问要使功率因数提高到0.9, 应并联多大的电容C，并联前后电路的总电流各为多大？
例 9—14 图
图2-125 题2.4.8图
解：
所以并联电容为：
未并电容时，电路中的电流为：
并联电容后，电路中的电流为：
2.5.1 图2-126（a）所示电路已知对称三相电源线电压为 380V ，负载阻抗Z=6.4+j4.8Ω，端线阻抗Z l=6.4+j4.8Ω 。

求负载 Z 的相电压、线电压和电流。

—
图2-126 题2.5.1图(a) 图2-126 题2.5.1图(b)
解：画出一相计算图如图（b）所示。

设线电压为，则电源相电压为：
线电流
负载相电压
负载线电压
2.5.2 图2-127所示电路中，电源三相对称。

当开关 S 闭合时，电流表的读数均为 5A 。

求：开关 S 打开后各电流表的读数。

图2-127 题2.5.2图
解：开关 S 打开后，电流表 A2中的电流与负载对称时的电流相同。

而 A1、A3中的电流等于于负载对称时的相电流。

—因此电流表 A2的读数=5A ，
电流表 A1、A3的读数为：。