1、1第 1 章习题解答1-1 直流电源的内阻为 ，当输出电流为 时，端电压为 。1.0A0V20（1）求电源的电动势；（2）求负载的电阻值。解：（1）电路如解题图 1 所示，根据电路有载工作状态时的全电路欧姆定律L0REI则 UII0上式中由于电流 I 在负载电阻 RL 上产生的电压降即为电源路端电压 U，电源电动势 E 为V231.0E（2）再根据路端电压 U 的关系式（部分电路欧姆定律）IL那么 2.10IR1-2 某电源的开路电压为 1.6 V，短路电流为 500 mA。求电动势和内阻。解：当电源电路在开路时，电路如解题图 2(a)所示，根据全电路欧姆定律和 I = 0，电动势电压V6.1
2、UIRE00当电源电路短路时，电路如解题图 2(b)所示，根据全电路欧姆定律和 U = 0 ，则II00那么，电源的内阻2.3561IER0IUE0RLR解题图 10I0E0解题图 2 ( a )SIUE0R解题图 2 ( b )（a）（b）21-3 一只额定电压为 ，功率为 100W 的白炽灯，在额定状态下工作时的电阻和电流各为多少？V20解：根据功率表达式UIRP2L则此时流过白炽灯的电流和白炽灯中的电阻分别为A45.021I8.IPL1-4 阻值为 1000 电阻器，其额定功率是 1W，该电阻器的额定电流和电压是多少？解：根据额定功率表达式 N2NIUIRP则该电阻器的额定电流和额定电压
3、分别为mA6.310.1.10IN V6.3.IPU1-5 有一直流电源，其额定功率 PN = 200W，额定电压 UN = 50V，内阻 R0 = 0.5，负载电阻 R 可以调节，其电路如图 1-11 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；（3）电源短路状态下的电流。解：（1）电路如解题图 3 所示，当 S 闭合时，根据额定功率表达式NIUP则 A4502N又根据额定电压表达式 NIR那么 5.1240IURN（2）根据全电路欧姆定律和开路状态下电源端电压等于电动势电压，所以V524.0IEN00 （3）电源电路短路时负载电阻为零，则短路电流为IE0
4、RL解题图 3S3A1045.2REI0S1-6 一只 110V、8W 的指示灯，现在要接在 380V 的电源上，问要串联多大阻值的电阻？该电阻应选用多大瓦数的？解：此时的电源电压比指示灯的额定电压高出了 380-110=270V，必须采用串联电阻分压的方法，将高出的电压全部降在分压电阻上，否则指示灯将被烧毁；同时还要考虑电阻的耗散功率，否则电阻将被烧毁。根据功率表达式和欧姆定律，可知选用的串联电阻的阻值和耗散功率应分别为A073.18UPINk.69.03RW2073.2307.IIP2NRN2 1-7 在题图 1-7 中，五个元件代表电源或负载。电流和电压的参考方向如图中所示，通过实验测量
5、得知 V30U8060914A1I6IAI532（1）试标出各电流的实际方向和电压的实际极性；（2）判断那些元件是电源？那些是负载？（3）计算各元件的功率，电源发出的功率和负载取用的功率是否平衡？解：（1）各元件电流的实际方向和各元件电压的实际极性如解题图 4 所示。（2）根据 U 和 I 的实际方向来判定，当 U 和 I 的实际方向相反时即为电源（注意，U 的实际方向指的是电位降落的方向，即从正极指向负极） ，否则为负载。据此，元件 1 和元件 2 为电源，其余的全为负载。（3）根据解题图 4 计算各元件的功率分别为W5601IP1 1 234 5题图 1 - 7 IIIUU12345III
6、U解题图 44W54069IUP22 1033248I14063UP25根据功率平衡的关系，带有负号的功率之和应和带有正号的功率之和相等，即得W18406上式表明电源发出的功率和负载取用的功率是平衡的，注意，此法也是验证解题结果正确与否的方法之一。1-8 试求题图 1-8 所示电路中 A 点、B 点和 C 点的电位。解：参照解题图 5 可知，四个电阻上的电压降均由电流 I 所产生，电流的参考方向如图所示，其大小为A5.063210I根据某点的电位即该点与参考点之间的电压，令参考点 VD = 0，则电位 VA、V B 和 VC 分别为45.1IVDA 3I2I0520B1IDC1-9 试求题图
7、1-9 所示电路中 A 点的电位。20VV511CD题图 1 - 8 12V364题图 1 - 9 20V511ABCD解题图 5IA12V3V64I解题图 65解：参照解题图 6，该电路图上半部分的电路为一闭合电路，可产生电流 I，因此在 1 和 2 电阻上均产生电压降；而电路图下半部分的电路不闭合，故 4 电阻上无电压降。那么，该电路中的电流和电位 VA 分别为123IV56IA1-10 求题图 1-10 所示电路中 A 点和 B 点的电位。如将 A、B 两点直接连接或接一个电阻，对电路工作有无影响？ 解：根据题图 1-10 所示，该电路有两个独立的回路，共用一个参考点；判定 A、B 两点
8、连接后对原有电路的工作有无影响（即有无电流流过）的依据，首先要确定 VA 和 VB 的电位是否相等，两点电位分别为V8416V20BA=+由于两点电位相等，所以 A、 B 点连接后，对电路工作无影响。1-11 在题图 1-11 中，在开关 S 断开和闭合的两种情况下试求 A 点的电位。解：在开关 S 断开时，电路如解题图 7(a)所示，根据电位差和电压的关系即 I102V13A则 V84.584.17209.261 10)39.0(233k201S39.12题图 1 - 1 1V61V20148题图 1 - 1 0 k20V1S39.12解题图 7 ( a )I k20V1S39.V12解题图
9、 7 ( b )I6在开关 S 闭合时，电路如解题图 7(b)所示，此时电路中的12V 和12V 两个电源将分别独立作用一个回路，V A 就是 3.9k 电阻上的电压降，即V96.10.31)9.20(31-12 计算题图 1-12 所示两电路中 a、b 间的等效电阻 。abR解：图（a）24/)/(4)36(36Rab注：上式中的符号“/”表示电阻并联，符号“” 表示电阻串联，在计算串、并联等效电阻时应遵循先并联、后串联、括号运算优先的原则。图（b）12/)3/(Rab1-13 在题图 1-13 中，R 1 = R2 = R3 = R4 = 300，R 5 = 600，试求开关 断开和闭合时
10、 和 之间的Sab等效电阻。解：当开关 S 断开时，a、b 之间的等效电阻2060/)()(42315当开关 S 闭合时，a、b 之间的等效电阻)a( )b(题图 1 - 1 2 446354abab3332221R2R3R4R5RSab题图 1 - 1 3 7203/6)30/(R/R4215ab1-14 题图 1-14 所示的是直流电动机的一种调速电阻，它由四个固定电阻串联而成。利用几个开关的闭合或断开，可以得到多种电阻值。设四个电阻都是 ,试求在下列三种情况下 , 两点间的电1ab阻值：（1）S 1 和 S5 闭合，其它断开；（2）S 2，S 3 和 S5 闭合，其它断开；（3）S 1，
11、S 3 和 S4 闭合，其它断开。解：（1）当 S1 和 S5 闭合，其它开关断开时，电路如解题图 8(a)所示， a、b 间的等效电阻。31R32ab（2）当 R2、R 3 和 R5 闭合，其它开关断开时，电路如解题图 8(b)所示，等效电路如解题图 8(c)所示，a、b 之间的等效电阻3.1/RR432abab1S2S3S4S5S1R2R3R4R题图 1 - 1 4ab1S5S1R2R3R4R解题图 8 ( a )ab1S3S4S1R2R3R4R解题图 8 ( d )ab1R2R3R4R解题图 8 ( f )ab2S3S5S1R2R3R4R解题图 8 ( b )ab1R2R3R4R解题图
12、8 ( c )8（3）当开关 S1、S 3 和 S4 闭合，其它开关断开时，电路如解题图 8(d)所示，其等效电路如解题图8(f)所示， a、b 之间的等效电阻5.01/R/411-15 题图 1-15 所示是一衰减电路，共有四档。当输入电压 U1 = 16 V 时，试计算各档输出电压 U2 。解：当电路连接 a 档时，如解题图 9(a)所示，输出电压等于输入电压，即V16U2当电路连接 b 档时，如解题图 9(b)所示，输出电压为 16V 的分压，即V6.10)45/(.45/.12当电路连接 c 档时，如题图 1-9 所示，输出电压为 1.6V 的分压，即1U2U5.55.50.54 54
13、 54 5abcd题1 - 1 5图1U2U5.55.50.54 54 54 5abcd解题图 9 ( a )1U2U5.55.50.54 54 54 5abcd解题图 9 ( c )1U2U5.55.50.54 54 54 5abcd解题图 9 ( b )9V16.0)45(.45.U2当电路连接 d 档时，如解题图 9(c)所示，输出电压为 0.16V 的分压，即V016.54.U21-16 题图 1-16 所示的是由电位器组成的分压电路，电位器的电阻 RP = 270，两边的串联电阻 R1 = 350，R 2 = 550。设输入电压 U1 = 12 V，试求输出电压 U2 的变化范围。解
14、：当电位器的滑动触点置于电位器 RP 的最下端时，输出电压 U2 应该是电阻 R2 上的压降，即V64.5125073P1当电位器的滑动触点置于电位器 RP 的最上端时，输出电压 U2 应该是电阻（R PR 2）上的压降，即V41.8150273U12因此，该分压电路输出电压 U2 的变化范围应该是 5.64V 8.41V。1-17 试用两个 6 V 的直流电源、两个 1k 的电阻和一个 10k 的电位器连成调压范围为-5 V +5 V 的调压电路。解：根据已知条件和要求，两个直流电源必须连接成顺串，并且两个电源的连接点作为输出端（参考电位） ，只有这样才能满足输出电压从负电压到正电压的调整范围，如解题图 10 所示。从所示图可知，当电位器触点置于 10k 电阻的最左端（a）点时，输出电压 U2 为-5V ；而当电位器触点置于 10k 电阻的最右端（b）点时，输出电压 U2 为 +5V。1U2U1RPR2R题图 1 - 1 6k10k1OUV66ab解题图 1 0
