1、 第 1 章 习题解答(部分)1.5.3 有一直流电源，其额定功率 PN =200 W，额定电压 UN 50 V ，内阻只 N0.5，负载电阻 0 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 PN。额定电压 UN 和额定电流 IN。三者间的关系为PN =UNIN。额定电压 UN 是指输出额定电流 IN 时的端电压，所以额定功率 PN 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AIN4502负载电阻.1IUR（2）开路状态下端电压 U0 等于电源电动势 E 。U 0EU NI N 05040.
2、552 V1.5.6 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 IN 及电阻只 RN15073.A.8NNURPI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 UN110V 工作，故有3710.080NI该电阻工作电流为 IN=0.073 A,故额定功率为WRP6.9.22可选额定值为 3.7k ,20 W
3、 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 。12056R在图 1.03(a)中，电珠和 120 电阻E a 0b I U R d c 12V（a） （b）12V120V 120V 120V 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 120 电阻并联后再串联 120 电阻。并联的 120 电阻产生分流作用，使总电流大于 50mA，串联的
4、120 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 21 节的方法可计算如下： 3.mA7.621V40 .802181-N IUIR结论 应采用图 1.03（）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 R0。图中，R 12.6 ， R25.5。当将开关 S1 闭合时，电流表读数为 2A，断开 S1， ，闭合 S2 后，读数为1A。试求 E 和 R0。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 S1 闭合时有EI 1 0= I1 1 当开关 S1 断开, S 2
5、 闭合时有EI 2 0= I2 2 代入数据联立求解。E2 0=22.6=5.2E1 0=15.5=5.5可得 E=5.8 V， 0=0.3 1.6.2 在图 1011 所示的电路中，U 110V ，E 1 4V，E 24V，R 14 ，R 22 ，R 35，1，2 两点处于开路状态，试计算开路电压 U2。解 根据基尔霍夫电压定律，电路左边回路电流为AE1420I12对电路右边回路有IR1E 1 E2U 1所以 U2IR 1E 1E 214426V1.7.4 在图 1.15 中，求 A 点电位 VA。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I1I 2I 30根据
6、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 0 1 A 2 S1 S2 图 1.0 习题 1.5.的图U11 U22R1R2E1E 2R3图 1.11 习题 1.6.2 的图E1I 1 R1V A得 1对右边回路有E2V A I 2 R2得 2又 VA I 3R3 ，I 3V A/ R3将各电流代入，并加以整理得 3V.1420511322A RE此题由于所求量为 A 点电位， VA，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 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 VB。解 将图
7、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A1530I根据基尔霍夫电流定律有对 A 点：I 25I 1，则 I252=7A，对 B 点：I 2I 323，则 I32A。根据基尔霍夫电压定律得 B 点电位为VB 100305I 2100303535V由此得5.173BIR50VG 1020G AS5R1S R3R2S 图 1.15 习题 1.7.4 的图50V50V E1R320kI3 R25R110I2I1图解 1.1353AG 2AS 5RS B100V15 53AG 2AS 5RS B100V15 CS AS I3S I2S I1S 图 1. 图 2第 2 章 习
8、题解答(部分) 2.3.3 计算图 2.13 中的电流 I3。解: 用电源等值互换法将电流源变换成电压源，将电阻 R2 和 R3 合并成电阻 R23，其中VRIUS215.043,2参考方向如图 2.34 所示。求电路中电流 IAIS.5.043,21I 即为原电路中 R1 上流过的电流，用分流公式，可求原电路中 I3II 6.21323 2.4.1 图 2.16 是两台发电机并联运行的电路。已知 E1=230V, R01=0.5 ，E 2=226V, R02=0.3 ,负载电阻 RL=5.5 ，试分别用支路电流法和结点电压法求各支路电流 。解:（1）用支路电流法：各支路电流参考方向已画在图
9、2.16 中。列结点电压方程LII21列回路电压方程L021RIER21R31+U1 1VR1IIS1R41图 2.13 习题 2.3.3 的图US+U1R1 R23 R4I3图解 2.34G1E1 R01G2E2 R02I1 I2 ILRL图 2.16 习题 2.4.1 的图联立求解上述三各方程式组成的方程组，可得A4021LI验算：按非独立回路方程进行02121RIE代入数据（正确！）43.5.630（2）用结点电压法求解：先求端电压 U，有 V205.130.62102121LRUA405.22.65.3021LRUIEI结果与上相同。2.5.1 试用结点电压法求图 2.18 所示电路中
10、的各支路电流解:在原图 2.18 中用 O 和 O标明两个结点，则有A5.02V1250aO, IU5.021cbI2.6.1 用叠加原理计算图 2.19 中各支路的电流。解:为了求各支路电流，首先在原图 2.19 中标明各支路电流的参考方向。用叠加原理将电路分解为图解 241 和图解 242 所示两个分电路，并重新标明各支路电流的参考方向，标定方向可视解题方便选取。分别求解两个分电路中各支路电流。分析可知，这两个电路形状相似。都是具有丫形和 形电阻网络的简单电路，当然可以利用丫 等效变换法加以化简而解之，但仔细分析，它们又都是平衡电桥式电路。其四个桥臂电阻相等(均为8)，因此对角线电阻中无电
11、流，两端也无电压。对图解 24l 所示电路有0,6abUIa，b 两点同电位，视作短接，这样用分流公式可得 A714.086101 I35.2 15342III对图解 2.42 所示电路有0,1cdUIc，d 两点同电位，视做短路，这样A1826 I用分流公式可得5.0 65432 III最后将各支路分电流进行叠加，求出各支路总电流，叠加时应该注意参考方向是否一致。A1 43.05.37.087 .1.66554432211IIII2.6.2 在图 2.20 中， （1）当将开关 S 合在 a 点时，求电流 I1,I2 和 I3（2）当将开关合在 b 点时，利用(1)的结果，用叠加原理计算电流
12、 I1,I2 和 I3。解:（1）当开关合 S 在 a 点时，电路可画成图解2.43 所示形式。可用两种解法：法一、用结点电压法求解：V104213ABU各支路电流为A25410)(4210510321AB1ABIUII法二、用叠加原理求解，电路可分解为图解 2.44 和图解 2.45 所示两个分电路，分别求解各支路电流为A13269 42390131III A152439 624 3120131III叠加：A2513 06491322II后一种方法虽然简单，但计算工作量大。(2)当开关合在 b 点时，可将电路分解为图解 243 和图解 246 所示两个电路的叠加，利用(1)中计算结果，只需求
13、出图解 2.46 所示电路中各支路电流即可。A27542601030212III叠加：令总电流分别为 I12,I22 和 I32，方向与图 2.20 所示相同。275643032211II2.7.4 在图 2.25 中，已知 El15V, E213V, E34V,R 1=R2=R3=R4=1。c=10 (1)当开关 S 断开时，试求电阻 R5 上的电压 U5，和电流 I5；(2)当开关 S 闭合后，试用戴维宁定理计算 I5。 解:(1)当开关 S 断开时：因为 I5 没有闭合回路，所以 I5=0，而 U5= I5 R5=0。(2)当开关 S 闭合时，R 5 开路时 ,开路电压为 V124)13
14、1()4321250 REEU等效内阻为 0R于是 A09.121505 UI2.7.5 用戴维宁定理计算图 226 所示电路中的电流 I。解:将 ab 支路断开，得有源二端网络 ab。根据基尔霍夫电压定律，取外环大回路，有V00ab除源网络等效电阻 R0=0(中间三个电阻均被短接而不起作用)。所以得A1I2.7.6 用戴维宁定理和诺顿定理分别计算图 227 所示桥式电路中电阻 R1 上的电流。解:（1）用戴维宁定理求解。将 R1 支路断开，得有源二端网络 ab 如图解 2.58（a）所示，求开路电压 Uab0，由图可知V24102bcaab0 IRU将有源二端网络除源，得无源二端网络如图解
15、2.58（b）所示，求等效内阻 R0 为20于是可求电阻 R1 支路的电流为A154.039410abUI(2) 用诺顿定理求解。将 R1 支路短路，得 2.59 所示电路，求短路电流 IS。由图可得：5.02. 5.242S2 III于是电阻 R1 中电流 I1 为A14.3.09S10 IR图解 2.58 图解 2.59第 3 章 习题解答3.7.1 在图 3.04 所示的各个电路图中，除 A0 和 V0 外，其余电流表和电压表的读数在图上都已标出（都是正弦量的有效值），试求电流表 A0 或电压表的读数。解：对图 3.04（a）所示电路有A1.42012210 VA对图 3.04（b）所示
16、电路有V8602210对图 3.04（c）所示电路有 AA35210对图 3.04（d）所示电路有 A1.42012210 VV对图 3.04（e）所示电路有 V1420 V452100A1452100 Vjj jjjj3.7.2 在图 3.05 中，电流表 A1，和 A2 的读数分别为 I1=3A，I 2=4A。(1) 设Zl=R，Z 2=jXc，则电流表 A。的读数应为多少?(2) 设 Zl=R，问 Z2 为何种参数才能使电流表 A。的读数最大?此读数应为多少?(3)设 Z1=jXL，问 Z2 为何种参数才能使电流表 A0 的读数最小?此读数应为多少? 解： I1I012I1IZ1 Z2图 3.05（a）图 3.04 习题 3.7.1 的图CX10A(a)01210A RCXR(d)010V 10VV(b)2V1060V100VVLR LX(c)01A25A3A XC1A10A0V50ACjjj(e)
