《电路》邱关源-第五版试题答案.pdf
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1、目 录第一章电路模型和电路定律.1第二章电阻电路的等效变换.7第三章电阻电路的一般分析.16第四章电路定理.21第五章含有运算放大器的电阻电路.32第六章储能元件.36第七章一阶电路和二阶电路的时域分析.40第八章相量法.49第九章正弦稳态电路的分析.52第十章具有耦合电感的电路.70第十一章电路的频域响应.79第十二章三相电路.79第十三章非正弦周期电流电路和信号的频谱.92第十四章线性动态电路的复频域分析.92第十六章二端口网络.99第十七章非线性电路.36第一章电路模型和电路定律一、是非题(注:请在每小题后内用J表示对,用X表示错).1.电路理论分析的对象是电路模型而不是实际电路。J.2
2、.欧姆定律可表示成U=RI,也可表示成U=-RL这与采用的参考方向有关。V.3.在节点处各支路电流的方向不能均设为流向节点,否则将只有流入节点的电流而无流出节点的电流。X.4.在电压近似不变的供电系统中,负载增加相当于负载电阻减少。JTT2.解:负载增加就是功率增加,P=UI=I2R=0 R5.理想电压源的端电压是由它本身确定的,与外电路无关,因此流过它的电流则是一定的,也与外电路无关。X.6.电压源在电路中一定是发出功率的。X.7.理想电流源中的电流是由它本身确定的,与外电路无关。因此它的端电压则是一定的,也与外电路无关。X.8.理想电流源的端电压为零。义.9.*若某元件的伏安关系为u=2i
3、+4,则该元件为线性元件。J.解:要理解线性电路与线性元件的不同。10.*一个二端元件的伏安关系完全是由它本身所确定的,与它所接的外电路毫无关系。V.11.元件短路时的电压为零,其中电流不一定为零。元件开路时电流为零,其端电压不一 定为零。J.12.判别一个元件是负载还是电源,是根据该元件上的电压实际极性和电流的实际方向 是否一致(电流从正极流向负极)。当电压实际极性和电流的实际方向一致时,该元 件是负载,在吸收功率;当电压实际极性和电流的实际方向相反时,该元件是电源(含负电阻),在发出功率 J.13.在计算电路的功率时,根据电压、电流的参考方向可选用相应的公式计算功率。若1选用的公式不同,其
4、结果有时为吸收功率,有时为产生功率。X.14.根据P=U I,对于额定值220V、40W的灯泡,由于其功率一定,电源电压越高则其电 流必越小。X.15.阻值不同的几个电阻相串联,阻值大的电阻消耗功率小。X解:串联是通过同一电流,用尸=R。.16.阻值不同的几个电阻相并联,阻值小的电阻消耗功率大。JU2解:并联是承受同一电压,用?=上一。R.17.电路中任意两点的电压等于所取路径中各元件电压的代数和。而与所取路径无关。V.18.当电路中的两点电位相等时,若两点间连接一条任意支路,则该支路电流一定为零。X.19.若把电路中原来电位为3V的一点改选为参考点,则电路中各点电位比原来降低3 V,各元件电
5、压不变。J.20.电路中用短路线联接的两点电位相等,所以可以把短路线断开而对电路其他部分没有影响。X二、选择题(注:在每小题的备选答案中选择适合的答案编号填入该题空白处,多选或不选按选错论).4.图示电路中S断开时1尸C A,.1.通常所说负载增加,是指负载 c 增加(A)电流(B)电压(C)功率(.2.图示电路中电压Uar为_C V。解:力8=5 24+3=16V(A)21;(B)16;(C)-16;(D)19.3.图示电路中,下列关系中正确的是A解:,U=E或U=&-(A)I 1+I 2=I 3;(B)I i R i+I3R3+Ei=0;(C)当R3开路时U=E2D)电阻-1+3V B 1
6、A_(1-_()+5V+24V。1142I=B Ao S 闭合时 I i=A A,I=C A。解:S断开时,人没有通路,电流为零;I=-=2A;2+412S闭合时,/有通路,电流4=6A,24Q电阻被短路,电压为零,Z=-=OAo 4(A)6;(B)2;(C)0;(D)3.5.图示电路中,当Is=10A时电压U为工V,当Is=8A时电压U为2V。解:当 Is=10A 时,4=1。一与=10T0=0A,t/=2Z2+12=12V;当 I s=8A 时,4=10-八=10一8=2A,U=2+12=16V;(A)0;(B)8;(C)12;(D)16 o.6.图示电路中I=0时,电位Ua=B Vo解:
7、I90(10)(3+7)103二10mA,0 时,=2=7000/1-10=60V。(A)70 V;(B)60 V;(C)-10 V;(D)90 Vo三、填空题.1.图示电路中电流I=_z _A。解:I=-5-=-3A2 1.2.电路图中的lx=L4 Ao 解:10=21 x+3x1+1*xl+21 xlx(10V31.2 A;Us=2(Z1+/2)+l=3.4VI x=1.4 A o x 5四、计算题1.求图示电路中的Ux、lx 解:Ix=2-4-3=-5A,Ux=-10+5(2-3)=-15Vo2.求如图所示电路中Us=?解:标电流参考方向如下图IsM加卜 八 1f,v 2n|u=iv 伞
8、杀仁=1=O.5A;10/2=1+6,/2w Ux1A|l5fiX X1)20 a 1+2nHu=iv)Us =-5x10=-50W20V125V.+5P.SI=-15x6=-90W1 J8.试求电路中负载所吸收的功率。解:标参考方向Il=5At/=-20-10-20+100=507Pl=50 x5=250W9.求图示电路中的电流I和受控源的输出功率 解:1-21=-0.5 A2P=2x 2I=-2W(实际吸收功率)。rEZ3+1V()3Q21十今2呼10.电路如图所示。试求:仅用KVL求各元件电压;仅用KC L求各元件电流;如使流经3伏电压源的电流 为零,则电流源iS应为什么值。解:电源取非
9、关联的参考方向,电阻取关联的参考方向。(1)仅用KVL求各元件电压;心=4+(-5)=-IVU2c=4V,U_3A=-12+3=-9V,(2)仅用K CL求各元件电流;Z2Q=2A,I_5V=-2 4=-6AI.=-3A(3)is-3Ahv=,I3V=4-(-3)=7A,11.求图示电路中电源发出的功率.解:电源取非关联的参考方向,电阻取关联的参考方向。I6a=2A,Uy.=4+12=16V,U 6 4 c112V=16。-2=0A,Pnv=12x0=0W,P2A=2xl6=32W12.如图,试计算Uac,Uad解:UAC=-20-10+2=-28V10QU AD=20 10+2+2=26V1
10、3.计算如图示电路中当开关K断开及接通时A点的电位Va14.解:开关K断开时,匕=6 x 12-12)+(-12)=-6V开关K接通时,12匕=2x=1.2V20图示电路中,以A点为参考点计算电位Uc、解:关键点:8。电阻中的电流为零。Uc=4+10=147UD=14V1 x 7t/=9x+14=20Ve 1+21 x7f=-4-9x=-10VBE 1+2Ud Ue和电压Ube15.图中各电阻均为ic,则当Uab=5V时Us应为多少?解:关键点:UDB=0V,IDB=Uab=1Iac+1(10+Iac)=5VIAC=-2.5A,Us=10+/4C=7.5x1+5=12.57第二章电阻电路的等效
11、变换一、是非题(注:请在每小题后内用表示对,用义表示错)1如图所示电路的等效电阻为悬I解:U-2 U 殳2 R?U-2URi 7?2 R1 氏 i?2_ U _ R R?I 7?2+R?2当&、R2与R3并联时等效电阻为:匹&一 r1+r2+r3.3.两只额定电压为110V的电灯泡串联起来总可以接到220V的电压源上使用。X 解:功率不同的不可以。.4.电流相等的两个元件必属串联,电压相等的两个元件必属并联。义.5.由电源等效变换可知,如图A所示电路可用图B电路等效代替,其中=,/R则图A中的R和Rl消耗的功率与图B中R和Rl消耗的功率是不变的。解:对外等效,对内不等效。汗可举例说明。I.6.
12、一个不含独立源的电阻性线性二端网络(可以含受控源)总可以等效为一个线性电.7.一个含独立源的电阻性线性二端网络(可以含受控源)总可以等效为一个电压源与 一个电阻串联或一个电流源与一个电阻并联。.8.已知图示电路中A、B两点电位相等,则A B支路中必然电流为零。义解:根据KVL有:-1-E=IbaR5+Uab=ibar5+ua-ub。.9.图示电路中,既然AB两点电位相等,即Uab=0,必有Iab=04组4Q B 5Q8.10.理想电压源不能与任何理想电流源等效。J二、选择题(注:在每小题的备选答案中选择适合的答案编号填入该题空白处,多选或不选按选错论).1.图示电路A B间的等效电阻为解:二个
13、电阻并联等效成一个电阻,另一电阻断开。(A)10.67Q(B)12。.2.电路如图所示,A、(A)4。(B)5。B端的等效电阻R=A(C)10。(D)20。解:Req=RaB=RbAt U 4U 5UI=+=20 20 20.3.电路如图所示,可化简为C。解:(A)8。电阻(B)13。电阻(C)3。电阻.4.如图所示电路中,当电阻R2增加时电流I将2。(A)增加(B)减小(C)不变(D)不能化简9解:RJR2+1.5.现有额定值为220V、25W的电灯一只,准备串联一个小灯泡放在另一房间作为它的信 号灯,应选择q规格的小灯泡?(A)6V,0.15A;(B)6V,0.1A;(C)1.5V,0.5
14、A;(D)1.5V,0.3A;(E)都不可以TJ2 22()2 P 25分析思路:=-=1936Q;Z=0.1136A A;舍去(B);P 25 U 220r _ U _ 6 _0_L5 r _Kxda=-=402;Kxdc=-=312;=-=XDA I 0.15 xdc 0.5 XDD 0,3U XDAU XDD22040+1936220-5+1936X 40=4.45V,x5=0.57V,220U xdc=-x 3=0.34V,口。3+1936额定功率:乜=6x0.15=0.9W,PXDC=1.5x0.5=0.75,PXDD=1.5x0.3=0.45IV,实际功率:PxDAU2 _4,45
15、2R 0.34240=0A9W,0 5720.039W,(亮度不够);Pxdd=二/=S065W,(亮度不够)。.6.图示电路的输出端开路,当电位器滑动触点移动时,输出电压U2变化的范围为工(D)(1 5)VUi B,电流(A)0 4V(B)0-5V(C)(1 4)V解:0-11+iknHU.=-x5=lV55V 3kn|h2P4 2max=yx5=4VIknO 6o-飞.7.图示电路中,当开关S接通时,电压U2C,电流I 2上_,电压11(A)(C)解:B o不变(B)增大减小(D)增大或减小&后,并联值减小;电流力增大;电压q增大;电压。2减小。)U2310.8.将2 5W、2 2 0 V
16、的白炽灯和6 0 W、2 2 0 V的白炽灯串联后接到2 2 0 V的 电源上,比较两灯的亮度是A。(A)2 5 W的白炽灯较亮(B)6 0W的白炽灯较亮(C)二灯同样亮(D)无法确定那个灯亮解:串联是通过同一电流,用P=/2r。2 5W的电阻大。.9.电路如图所示,若电流表A的内阻很小,可忽略不计(即内阻为零),则A表的读 数为工_。(A)0 A(C)1/2A(B)1/3A(D)2/3A.10.现有四种直流电压表,为了较准确地测量图示电路的电压,电压表应选用C。电压表量程应略大于。3皿,内阻尽可能大。RABeq=+=l Q,SCUABO=0Us3x2=6VABeq 十 y12.图示无源网络N
17、外接Us=5V,Is=0时,电压U=3V。当外接Us=0,I s=2A时,电 压U=2V,则当Us=5V,Is换成2。电阻时,电压U为多少?TJ?解:Uo c-3V,Req=丁=、=1。,1=Uc=IA,U=2/=2V。Req+213.如图所示电路,求RL=?时,RL消耗的功率最大?解:断开氏乙支路,可得。如短路七支路,可得/葭U,=Cl I H-Cl I!?DL DC 1I=alsc-Isc,&q=,D,当凡=Req时,Rl消耗的功率最大。14.*如图所示电路.也是负载问当Rl=?时才能使负载上获得最大功率.并求此功率值.解:(答案有误)。断开Rl,电路如图示,可求。如;28o-J Jo-+
18、2U,U 喑 U=-2U+U Y=-2.1176V,II短路电路如图示,可求,sc。T12V u hc i 2s(-+-+1)/=6,U=V;2 3 11=y-=-A,I.C=I.-2U=-=-3.27A,1 1 11 5C 1 11O JR=皿=Q,Pmax=也=1.732W q I sc 17 4t15、如图所示电路为一直流电路,参数如图所示,试用最简便的方法求出A B支路中的 电流IaBo解:断开,B支路,平衡桥电路可得u=ov,Q Reg=4C,B=1 二 lA。16.*网络A含有电压源、电流源和线性电阻,应用实验a和b的结果,求实验c中的U。实验a实验b7Q实验c网 络A解:(答案有
19、误)网络A可用戴文宁支路替代。(+)10 Req WU o cReq+229/1 1 Uo c 3(+1)4=+17 R 17 eq eq解之 Req=1.29Q,Uo c=9.24V,U=4.54V。17.图示电路中N。为一线性无源电阻网络,图A中1 1 端加电流Is=2A,测得U卡8 丫;122=6丫,如果将卜=2人的电流源接在2 2两端,而在1 1两端接2。电阻(图B)。问2。电阻中流过电流多大?18.电路如图。已知:usi=2 V,Us3=24V,us7=-24V,isi=2iA,is2=3u,Ri=R2=R4=R6=R 7=2 Q,R3=R5=4Q,R=10C。求:电流 i 和 is
20、i 的端电压。解:断开i所在的支路,可分别得左、4q左和右、Req右4左=%=2匕307?t-=Ui-=P=-2Qeq 左 j j j 2 2,+幺 此Usi R=叩2”才5+氏7 右U120c t i 3U120c右 R5+-12,c右韦匕心7 3 474+口5氏&+R6 氏54+口5口7+氏7氏6R5+R6=-2AA勺右=.=一04545C1 SC2【SC2U S3 U120c 左+0120C右R3+R+Req 左+Req 右24-2+1.0914-2-0.4545Ssi=氏2(/-21)+051=-4+2=-2V o19.图A所示电路中,测得二端网络N的端电压U=12.5V,在图B中,当
21、二端网络N 短路时,测得电流I=10A。求从a b端看进去N的戴维南等效电路。解:网络N可用戴文宁支路替代。.I 1 20 Uo c 20 Uo c(+-+)12.5=+10=+2.5 5 R,2.5 R 2.5 Req eq eq解之 Req=5Q,UOC=10V o31第五章具有运算放大器的电阻电路一、选择题(注:在每小题的备选答案中选择适合的答案编号填入该题空白处,多选或不选按选错论)1.如图所示的含理想运放的电路,其节点方程组中错误的是(B)。(A)(G.+GU,-G2U2=GUs;(B)-(G2U1)+(G2+G4+G5)U2-G4U3=0(C)(G3+G4)(73-G4(72=0;
22、解:运算放大器的输出点不能用节点电压法列方程。2.电路如图所示,Ui=0.3V,则Uo为(C)。(A)+4.5V;(B)-4.5V;(O+4.8V;(D)3VO解:D +100+1500 ioow(=4.8V oR)1500kQ3.理想运算放大器的两条重要结论是:理想运算放大器的(A),(C)0(A)输入电流为零(B)输入电阻为零(C)输入电压为零(D)输出电阻为零解:输入电流为零(虚断路);输入电压为零(虚短路)。4.如图所示电路中,运算放大器视为理想元件,可求转移电压比。2/i=_。(A)2(B)332(C)5(D)10解:u2 5+10.=-=3 oux 55.如图所示电路中,运算放大器
23、视为理想元件,可求转移电流比L/L=(A)。,、R.(A)-氏2(C)&为(B)生R,(D)R】+Rl解:人。,H6.如图所示电路中,运算放大器视为理想元件,Is(C)舄+尺2+&;U 0 Ry+R3解:T-=-IS R1 区3可求得R3消耗的平均功率为7.如图所示电路中,运算放大器视为理想元件,已知:us=100V2 sin a)t V。(A)0.625W(B)20W(C)40W(D)80W2解:uo=-200V2 sinc o t V,Up _ 2002 T-1000=40Wo338.运放为理想运放,则以/】;=(C).(A)0(C)-R(B)R(D)8解:u上=-RR二、解答下列各题1.
24、电路如图所示,求:uo的表达式.解:图有误52.电路如图所示,求电路的电压增益uo/u其中:Ri=1 M Q,R2=1 M Q,R3=0.5 M Q,R4=9.9 M Q,R5=0.1 M Q o解:(原答案”=-100有误)ui%_ 5_,+贵Uo _ 2-4+R5R4+R2R5=_ 09 9w,RR53.电路如图所示,已知 u“=lV,ui2=-lV,RfR2=300Q,R3=200Q求:Uol,Uo2 o解:(原答案O=4V,%=4V有误)34如 一2=1-(-1)=2匕Uo=RiR2+Ui=2+l=3V,.2 7u?=-H/q,+w?=-200-1=V o2 3 R2,300 34.图
25、示电路中,试求输出电压Uo=?解:Uo2R+2R2RUo2=U2=2V,2-1 u=2R-Fl=0V2R_ _%2 _ 2R2 R2 3005.求如图所示电路中的电压比u。/u”并说明该电路的运算功能.解:(G1+G2+G4+G5)U,-G4U2-G5u(=G%-G4t7,+(G3+G4)t/2-G3wo=0U2=0,U1=-u0G4”=_5_%GXG.+G2G3+G3G4+G3G5+G4G5电路的运算功能是反向比例器。6.电路如图所示,Ui=lV,求图中I.35解:%10000=0.1mA,uo=-100000/f=10 匕I。“o10000=-1mA,I=IoIF=1.1mA o第六章 非
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