电工与电路习题集(包含答案)

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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 电路电路的一般分析 ............................................... 15 第四章 电路定理 ........................................................ 20 第五章 具有运算放大器的电阻电路 ......................................... 31 第六章 非线性电阻电路................................................... 36 第七章 一阶电路 ........................................................ 39 第八章 二阶电路 ........................................................ 47 第九章 正弦交流电路 .................................................... 49 第十章 具有耦合电感的电路 ............................................... 61 第十一章 三相电路 ...................................................... 66 第十二章 非正弦周期电流电路 ............................................. 71 第十三章 拉普拉斯变换................................................... 75 第十四章 二端网络 ...................................................... 79 附录一:电路试卷 ........................................................ 85 附录二:习题集部分答案.................................................. 104

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\√\表示对,用\×\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。 [√ ] .2. 欧姆定律可表示成 u=R?i, 也可表示成u=-R?i,这与采用的参考方向有关。

[ √ ]

.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。 [× ] .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。 [ √] .5.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。 [ ×] .6. 电压源在电路中一定是发出功率的。 [ ×] .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。 [× ] .8. 理想电流源的端电压为零。 [ ×] .9. 若某元件的伏安关系为u=2i+4,则该元件为线性元件。 [√ ] .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。

[ √] .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。 [√ ] .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 [√ ] .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

选用的公式不同,其结果有时为吸收功率,有时为产生功率。 [× ] .14.根据P=UI,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。 [× ] .15.阻值不同的几个电阻相串联,阻值大的电阻消耗功率小。 [× ] .16.阻值不同的几个电阻相并联,阻值小的电阻消耗功率大。 [√ ]

.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。

1

[ √]

.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。

[× ]

.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3V,各元件电压不变。 [√ ] .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。 [× ]

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. 通常所说负载增加,是指负载___C____增加。

(A) 电流 (B) 电压 (C) 功率 (D) 电阻 .2. 图示电路中电压UAB 为_C____V。

24V A B (A) 21 (B)16 (C) -16 (D) 19

.3. 图示电路中,下列关系中正确的是______A_________。

I1E1R1I2E2R2U- (A)I1 +I2 =I3

(B)I1R1 +I3R3 +E1 = 0 ; (C)当R3开路时U=E2 .4. 图示电路中S断开时I1= C___A, I=___B__A。S闭合时I1= _A__A,I=__C___A。

+12V4ΩI12ΩI-S

(A) 6 (B) 2 (C) 0 (D) 3

2

-+-  +-  +3VBA5V+I3R3

.5. 图示电路中,当IS=10A 时电压U为_C____V,当IS=8A时电压U为__D___V。

10A+-U12V2Ω+-IS (A) 0 (B) 8 (C) 12 (D) 16

.6. 图示电路中 I = 0 时,电位 UA=__B___ V。 (A) 70 V (B) 60 V (C) -10 V (D) 90 V

+90V3KΩ-10V7KΩ2KΩA 三、填空题 .1. 图示电路中电流I=_-3___A。

2Ω1ΩI+-6VI5A-+1V

.2. 电路图中的IX = _1.4____ A。

2ΩIX1Ω+-10V3A+-2IX

四、计算题

1. 求图示电路中的UX 、IX

3

2. 求如图所示电路中US =?

3. 求图示电路中的is

4. 图示电路中,求: (1)当开关K合上及断开后,UAB =? (2)当开关K断开后,UCD =?

5.求出图示电路的未知量I和U。

4A-+2A+10VUX1A5Ω-3AIX

2Ω10Ω++-2ΩU=1V-US+6V-a10Ωi1=2A10Ω98V+b+-10V-c10Ωis+4i1-12V6ΩK3ΩC9VAB8VUCD1ΩD 4

4VI=?+10A2A10V(1)U=-10V10Ω=3AI4Ω+--(2)

6. 电路如附图所示。试求:

(1)求电压u; │ (2)如果原为1Ω、4Ω的电阻和1A的电流源 可以变动(可以为零,也可以为无限大) 对结果有无影响。

2Ω3Ω+++1V1Ω1A+2V1.56A

7. 试求电路中各元件的功率。

++4A3

8. 试求电路中负载所吸收的功率。

+20V+100V3A2A

5

-10Ω2Ω负载

---20Vi3+1-25Vi32-----U=?+

u4Ω4V 9. 求图示电路中的电流I和受控源的输出功率。

2ΩI3Ω+

10. 电路如图所示。试求: (1)仅用KVL求各元件电压;

(2)仅用KCL求各元件电流;

(3)如使流经3伏电压源的电流为零,则电流源iS 应为什么值。

12V+-2Ω2A3A+-+-3V5Vi-4As+ 11. 求图示电路中电源发出的功率.

4V+-12V2Ω6Ω2A

12. 如图,试计算UAC, UAD

A10Ω20ΩB10Ω10Ω+-CD2V10Ω2V1A

6

-+-

-1V2V+2I13.计算如图示电路中当开关K断开及接通时A点的电位VA

12V-4kΩ2kΩAK18kΩ

14. 图示电路中,以A点为参考点计算电位UC、UD UE和电压UBE

C+12V

8Ω4ΩD1AB+1Ω9AE2Ω-10V3ΩA

15. 图中各电阻均为1Ω,则当UAB =5V时US应为多少?

+US5V+-DA10AC-

第二章 电阻电路的等效变换

一、是非题 (注:请在每小题后[ ]内用\√\表示对,用\×\表示错) .1. 如图所示电路的等效电阻为

B

R1R2 [ ]

R1+R2-2R2+-2I1I1R1

7

.2. 当R1 、R2与R3并联时等效电阻为:

R1R2R3 [ ]

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。[ ] .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。[ ]

.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is=us/R则图A中的Ri和RL消耗的功率与图B中Ri和RL消耗的功率是不变的。 [ ]

+-USRLRiIsRiRL .6. 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阻。 [ ] .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AB支路中必然电流为零。 [ ]

+-AR3R1R5ER2BR4 .9. 图示电路中, 既然AB两点电位相等, 即UAB =0,必有IAB =0 [ ]

2Ω9AAIAB4ΩB5Ω4Ω

二、选择题

.10. 理想电压源不能与任何理想电流源等效。 [ ] (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 AB间的等效电阻为_____

A20Ω10Ω20Ω20Ω12Ω12ΩB6Ω2Ω (A) 10.67Ω (B) 12Ω

8

(C) 14Ω (D) 24Ω .2. 电路如图所示,A、B端的等效电阻R=_____ (A) 4Ω (B) 5Ω (C) 10Ω (D) 20Ω

A-U20Ω20Ω+3U-

.3. 电路如图所示,可化简为_____。

B+8ΩA

(A) 8Ω电阻 (B) 13Ω电阻 (C) 3Ω电阻 (D) 不能化简 .4. 如图所示电路中,当电阻R2增加时电流I将______。

(A) 增加 (B) 减小 (C) 不变

.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_____规格的小灯泡?

(A) 6V,0.15A; (B) 6V,0.1A; (C) 1.5V,0.5A; (D) 1.5V,0.3A; (E) 都不可以 .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_________

Is(A) 0~4V (B) 0~5V (C) (1~4)V (D)(1~5)V

+1kΩ5V3kΩ1kΩ-

.7. 图示电路中,当开关S接通时, 电压U2 _____,电流I2 _____,电压 U1 ____,电

9

+-5IBIR1R2+U2-

5A2S1i2i10V+2S3uu+-2S3A-+5S2S5V-

7 . 用网孔分析法求电流I1,I2,I3

2

3A2ΩI15Ω3A3ΩI3-I51+I22Ω4Ω+-I2

8. 电路如图所示,仅需要编写以电流i1 和i2为回路电流的方程,如可以求解,试解之。

12Ωi1+100V3Ω10Ω2Ω5Ω4A-3i1i2

第四章 电路定理

一、是非题 (注:请在每小题后[ ]内用\√\表示对,用\×\表示错) .1. 替代定理只适用于线性电路。 [ ] .2. 叠加定理不仅适用于线性电路,也适用于非线性电路。如小信号法解非线性电路就是用叠加定理。 [ ]

.3. 电路如图所示,已知Us=2V时,I=1A,则当Us=4V时,I=2A。 [ ]

20

I含有电阻和独立源+-US .4. 电路如图所示,已知Us=2V时,I=1A,则当Us=4V时,I=2A。 [ ]

I只含电阻和受控源+-US

.5. 叠加定理只适用于线性电路的电压和电流的计算。不适用于非线性电路。也不适用于线性电路的功率计算。 [ ] .6. 测得含源二端网络的开路电压Uoc=1V, 若A、B端接一个1Ω的电阻,则流过电阻的电流为1A。 [ ]

A含源二端UOC=1V网络B

.7. 若二端网络N与某电流源相联时端电压为6V,则在任何情况下二端网络N对外都可以用6V电压源代替。 [ ] .8. 若两个有源二端网络与某外电路相联时,其输出电压均为U,输出电流均为I,则两个有源二端网络具有相同的戴维南等效电路。 [ ] .9. 戴维南定理只适用于线性电路。但是负载支路可以是非线性的。[ ]

.10.如图所示电路中电阻R可变,则当R=2Ω时,1Ω电阻可获得最大功率。 [ ]

+-10V2ΩR1Ω

.11. 工作在匹配状态下的负载可获得最大功率,显然这时电路的效率最高。[ ]

.12. 若电源不是理想的,则负载电阻越小时,电流越大,输出功率必越大。 [ ] 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. 图示二端网络N中,只含电阻和受控源,在电流源is的作用下,U=10V,如果使 u增大到40V,则电流源电流应为_____。 (A) 0.25is ; (B) 0.5 is; (C) 2is; (D) 4is

21

N u+-iS

.2. 在利用戴维南定理把图A所示电路简化为图B电路时,满足的条件是_____。 (A) N为线性的纯电阻性的二端网络,NL为无源线性网络。

(B) N为线性纯电阻的有源二端网络,NL不必是线性的或纯电阻性的。 (C) N和NL都是线性的纯电阻性二端网络.

AR1ANBNL +-UOCBNL

图A 图B

.3. 若实际电源的开路电压为24V,短路电流为30A,则它外接1.2Ω电阻时的电流为______A,端电压为_____V。

(A) 20 (B) 12 (C) 0 (D) 14.4 .4. 图示电路的戴维南等效电路参数Us和Rs为_____。 (A)9V, 2Ω (B)3V, 4Ω (C)3V, 6Ω (D)9V, 6Ω

4Ω5A2A4Ω2Ω5. 图(b)是图(a)的戴维南等效电路。问:⑴ 图(a)虚框内电路消耗的总功率是否等于图(b)Ro上消耗的功率?_____。为什么?_____。⑵ 图(a)及图(b)中 RL上消耗的功率是否相同? ______。为什么? ______。

R1ER3R2aRLE0R0aRL b b(a) (b)

(A)是 (B)不是 (C)因为等效是指外部等效

22

+-3V

(D)因为功率守恒 (E)因为是等效网络

.6.图示电路中,当在A,B两点之间接入一个R=10Ω的电阻时,则16V电压 源输出功率将______。

(A)增大 (B)减少 (C)不变 (D)不定

R110ΩABR2+-16V

(A)5W (B)10W (C)20W (D)40W

+2R2R1-12V

.7. 图示电路中,若RL可变,RL能获得的最大功率Pmax=_____。

1A40ΩRL . 8. 电路如图所示,负载电阻RL能获得最大功率是_____。

(A) 20mW (B) 50mW (C) 100mW (D) 300mW

i+-20mV200Ω5KΩ40iRL

三、填空题 (注:请将正确答案填入空白处,不必写求解过程或说明其原因)

.1. 如图所示电路, 各电阻均为1Ω,各电压源大小、方向皆未知。已知AB支路电流 为IAB=1A,若将该支路电阻换为3Ω,那么该支路电流IAB=____A。

23

AIABB .2. 利用戴维南定理将图(1),(2)电路化为最简形式.

图(1)的Us=________ V;Rs=_____Ω; 图(2)的Us=______V;Rs=______Ω.

+-5V+-5Va3A8Va4Ω(2)b5Ω(1)5A4Ωb

.3. 求如图A,B端的戴维南等效电路的Uoc=____V; Ro=____Ω.

2Ω2V1A2ABA

.4. 附图(A)所示电路的诺顿等效电路如图(B)所示,其中ISC=_____;Ro=____。

24

+-2Ω2V

V;U'22=6V,如果将Is=2A的电流源接在22'两端,而在11'两端接2Ω电阻(图B)。问2Ω电阻中流过电流多大?

图A 图B

18. 电路如图。已知: us1=2V,us3=24V, us7=-24V,is1=2iA,is2=3u, R1=R2=R4=R6

=R7=2Ω,R3=R5=4Ω,R=10Ω。求: 电流i和is1的端电压。

R4R213u+-R32iUS12iS2R63i+-US1R1R+R5R7US7iS1u-+-

19. 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,当二端网络N短路时,测得电流I=10A。求从ab端看进去N的戴维南等效电路。

2.5Ωa2.5Ωa+-20V+5ΩUN+-20V

5ΩbIN-b

图A图B

30

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_____。 (A) (G1+G2)U1-G2U2=GU1S ;(B) -(G2U1)+(G2+G4+G5)U2-G4U3=0

(C) (G3+G4)U3-G4U2=0; (D) U1-U3=0

G2G11∞2G1+-USG33

2. 电路如图所示,ui=0.3V,则uo为______。

(A)+4.5V; (B)-4.5V; (C)+4.8V;(D)3V。

91kΩui100kΩ 3. 理想运算放大器的两条重要结论是:理想运算放大器的______, ______。 (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

..RF=1500kΩ4. 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U2/U1= _____。 (A) 2 (B) 3 (C) 5 (D) 10

u11kΩ5kΩ

31

-+-+G4

+-∞+u0∞+u210kΩ 5. 如图所示电路中,运算放大器视为理想元件,可求转移电流比

I2I1..=─── 。

(A) -R1RR-R1 (B) 2 (C) 1 (D)

R1+RLR2R1R2R1I1∞+R2RLI2-U1 6. 如图所示电路中,运算放大器视为理想元件,可求转移阻抗

UoIS..=_____。

(A) R1+R1R3RRRR; (B) 13; (C) R1+R2+R3; (D) R1+12

R3R2R2++-IsR1R2R3

7. 如图所示电路中,运算放大器视为理想元件,可求得R3消耗的平均功率为_____。 已知: us?1002sin?tV。

(A) 0.625W (B) 20W (C) 40W (D) 80W

32

++-

∞U0

2kΩ1kΩ∞+R3=1kΩ+- 8. 运放为理想运放, 则uo/is=_____.

Us (A) 0 (B) R (C)-R (D) ∞

RiS 二、解答下列各题 1. 电路如图所示, 求: uo 的表达式.

RFR

33

++UiR2U01R2--R1∞RA1+∞U0A2+

-+

∞++U0-+-

2. 电路如图所示,求电路的电压增益uo/ui 其中:

R1=1MΩ,R2=1MΩ,R3=0.5MΩ, R4=9.9MΩ, R5=0.1MΩ。

R2R3R5 3. 电路如图所示,已知 ui1=1V,ui2=-1V,R1=R2=300W,R3=200W, 求: uo1,uo2

ui1R2R3

4. 图示电路中,试求输出电压uo=?

2R2R∞2R

34

+u2=2VA2++-+u1=1VR--2R∞2RA1++ui2--+-+uiR1∞+R4u0

∞u01A1+R1∞u02A2+

2R∞u0A3+

5. 求如图所示电路中的电压比uo/ui ;并说明该电路的运算功能.

G5G1G4G3∞+u0ui-G2

6. 电路如图所示,ui=1V,求图中I.

100KIF10K

35

-ui10K∞+10KI010K++--I0u0+第六章 非线性电阻电路

一、是非题 (注:请在每小题后[ ]内用\√\表示对,用\3\表示错)

1. 伏安特性处于第一象限且采用关联参考方向的电阻元件,其静态电阻和动态电阻均为正值,当静态电阻越大时动态电阻也越大。 [ ] 2. 非线性电阻两端电压为正弦波时,其中电流不一定是正弦波。 [ ] 3. 不论线性或非线性电阻元件串联,总功率都等于各元件功率之和,总电压等于分电压之和。 [ ]

4. 用曲线相交法解非线性电阻时,电源和负载的伏安特性都应采用关联参考方向。

[ ]

5. 折线法各段直线相应的等效电路中,对于第一象限的伏安特性,其等效电阻和电压源总是正值。 [ ] 6. 用小信号法解电路时,非线性电阻元件应该用动态电阻来建立电路模型。[ ]

7. 非线性电路可能不止有一个稳定的工作点,而且还可能存在不稳定的工作点。

[ ]

8. 大多数非线性电阻的伏安特性对原点不对称,就是说元件对不同方向的电流或不同极性的电压,其反应是不相同的。因此,在使用非线性电阻器件时,必须区分它的两个端钮。 [ ] 9.

许多非线性电阻是单向性的,就是说它的伏安特性与施加电压的极性有关。

[ ]

二、计算下列各题

1.画出如图所示电路端口的u—i 特性.

i+-u2ΩD2A 2. 如图所示电路中, 非线性电阻伏安特性为:

?u2u?0 i?g(u)?? 且知 I0=15A,R0=0.5W 小信号电流源

u?0?0iS=coswtA,。求电路工作时的u、i 。

36

iI0

iSu+-i=g(u)

3. 如图所示电路,u1?2?10?3sin628tV,,试用小信号分析法求通过非线性电阻中的电流 i。

+-+

2Ωu1(t)2Ω+u+-3V-1V-i=u2

4. 画出如图所示电路的DP图。

+ui+2Ω- 

-3V

5. 图示电路中,已知uS?sin?t,, 非线性电阻为电流控制型的,伏安关系为

u=2i+i2, 用小信号分析法求电流。设当uS=0时,回路的电流为1A。

i+-us5V2Ω+uiu=f( )

6. 如图所示电路中,已知IS=10A,

?iS=sintA,37

R=13W, 非线性电阻特性

?i?u2u?0关系为: ? 求非线性电阻两端电压。

?i?0u?0iISΔSiR+u 7. 在如图所示电路中,已知u=i2, 求该电路中u=? 

2-

i=?

i1++5Ω15Ω-20V

i1iu-

?u2u?08. 图中两非线性电阻均为电压控制型,其伏安特性分别为 i1?g1(u)??

u?00??u?0.5u2u?0 直流电流源IS=8A,小信号电流源is=0.5sintA,, i2?g2(u)??u?00?试用小信号法求u、i1、i2.

+ISiS

38

i1-i2u

第七章 一阶电路

一、是非题:

1. 如果一个电容元件中的电流为零,其储能也一定为零。 [ ?] 2. 如果一个电容元件两端的电压为零,则电容无储能。 [ ?] 3. 一个线性、非时变电容可以用唯一的一条 i~du/dt曲线来表征。 [ ] 4. 在电路中当电容两端有一定电压时,相应地也有一定的电流,?因此,某时刻电容贮能与该时刻的电压有关,也可以说成是与该时刻的电流有关。 [ ] 5. 一个电感与一个直流电流源接通,电流是跃变的。 [ ] 6. 在RL串联电路与正弦电压接通时,?电流自由分量的初值总与稳态分量的初值等值

反号。(初始状态为零) [ ] 7. RL串联电路与正弦电压接通时,若电压初相为零,则不存在自由分量。 [ ] 8. 若电容电压uc(0-)=0,则接通时电容相当于短路。在t=∞时,若电路中电容电流

ic=0,则电容相当于开路。 [ ]

9. 换路定则仅用来确定电容的起始电压uc(0+)及电感的起始电流iL(0+),其他电量的起始值应根据uc(0+)或iL(0+)按欧姆定律及基尔霍夫定律确定。 [ ] 10. 在一阶电路中,时间常数越大,则过渡过程越长。 [ ] 11. 一阶电路的时间常数只有一个,即一阶电路中的各电压、电流的时间常数是相同的。 [ ] 12. 零输入的RC电路中,只要时间常数不变,电容电压从100V 放电到50V所需时间与

从150V放电到100V所需时间相等。 [ ] 13. 同一个一阶电路的零状态响应、零输入响应和全响应具有相同的时间常数. [ ] 14. 设有两个RC放电电路,时间常数、初始电压均不同。如果τ1>τ2,那么它们

的电压衰减到各自初始电压同一百分比值所需的时间,必然是t1>t2. [ ] 15. 在R、C串联电路中,由于时间常数与电阻成正比,所以在电源电压及电容量固定 [ ] 二、选择题

1. 电路出现过渡(暂态)过程的原因有两个:外因是______ ,内因是______ 。 (A)换路 (B)存在外加电压 (C)存在储能元件 (D)电容充电 (E)电感磁场 2. 电路如图所示,电流源IS=2A向电容(C=2F)充电,已知t= 0时,

时,电阻越大则充电时间越长,因而在充电过程中电阻上消耗的电能也越多。

uc(0)=1 V,则在t=3S时,uc(3)=._________

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