1、1-1第1章習題解答直流電源的內阻為0.1門，當輸出電流為100A時，端電壓為220V。(1) 求電源的電動勢；(2) 求負載的電阻值。解：(1)電路如解題圖1所示，根據電路有載工作 狀態時的全電路歐姆定律I :Ro 十RlRoE 二RolRlI 二Rol U上式中由于電流I在負載電阻Rl上產生的電壓降 即為電源路端電壓 U，電源電動勢E為E =0.1 100220 =230V(2)再根據路端電壓 U的關系式(部分電路歐姆定律)U 二RlI那么RlU220100u Rl解題圖1151-2某電源的開路電壓為 1.6 V，短路電流為500 mA。求電動勢和內阻。解題圖2(a)解：當電源電路在開路時

2、，電路如解題圖2(a)所示，根據全電路歐姆定律和I = 0,電動勢電壓E 二R°l U0 二U° =1.6V當電源電路短路時，電路如解題圖2(b)所示，根據全電路歐姆定律和U = 0，則E 二R°l U 二R0I那么，電源的內阻R。=旦上=3.20 l 0.51-3 一只額定電壓為220 V，功率為100W的白熾燈，在額定狀態下工作時的電阻和電流各為多少? 解：根據功率表達式P 二RlI2 二UI則此時流過白熾燈的電流和白熾燈中的電阻分別為P100i 二-0.45AU220R L = 2 =P1002 皿40.451-4 阻值為1000 Q電阻器，其額定功率是1W

3、,該電阻器的額定電流和電壓是多少?解：根據額定功率表達式pN二RnIN二UnIn則該電阻器的額定電流和額定電壓分別為PN1In n0.001 =0.0316A = 31.6mAR n. 1000Un=Pn131.6 VIn 0.0316Un = 50V，內阻R0 = 0.5 Q,負載電阻 R可以調解題圖31-5 有一直流電源，其額定功率 Pn = 200W，額定電壓 節，其電路如圖1-11所示。試求：(1) 額定工作狀態下的電流及負載電阻；(2) 開路狀態下的電源端電壓；(3) 電源短路狀態下的電流。解：(1)電路如解題圖3所示，當S閉合時，根據額定功率表達式P N = U N 1 N= 20

4、0 =4AUn 50又根據額定電壓表達式Un二RnIUn 50小那么 Rn N12.511In 4(2) 根據全電路歐姆定律和開路狀態下電源端電壓等于電動勢電壓，所以Uo =E = Un RoIn =50 0.5 4 =52V(3) 電源電路短路時負載電阻為零，則短路電流為E 52Is104 AR00.51-6 一只110V、8W的指示燈，現在要接在 380V的電源上，問要串聯多大阻值的電阻？該電阻應選 用多大瓦數的？解：此時的電源電壓比指示燈的額定電壓高出了380-110=270V ,必須采用串聯電阻分壓的方法，將高出的電壓全部降在分壓電阻上，否則指示燈將被燒毀；同時還要考慮電阻的耗散功率，

5、否則電阻將被燒毀。根據功率表達式和歐姆定律，可知選用的串聯電阻的阻值和耗散功率應分別為PN8lN n0.073AUn 110380 -110R3699；.1 ： 3.7k；0.0732 2P = I N R 二 UrI N = 0.0733699 二 270 0.073 ： 20W1-7在題圖1-7中，五個元件代表電源或負載。電流和電壓的參考方向如圖中所示，通過實驗測量得知丨1 二-4 AI2 =6AI3 =10AU1 =140VU2 =-90 VU3 =60 VU4 =-80VU5 =30 V（1）試標出各電流的實際方向和電壓的實際極性；（2）判斷那些元件是電源？那些是負載？（3）計算各元件

6、的功率，電源發出的功率和負載取用的功率是否平衡？U題題1-7I2+ U4 - 1 4 |_ U5+1 5 F-q+U1 1I1U：+2卜解題圖4解：（1 ）各元件電流的實際方向和各元件電壓的實際極性如解題圖4所示。（2） 根據U和I的實際方向來判定，當 U和I的實際方向相反時即為電源（注意， U的實際 方向指的是電位降落的方向，即從正極指向負極），否則為負載。據此，元件 1和元件2為電 源，其余的全為負載。（3）根據解題圖4計算各元件的功率分別為P = U = 1404 =-560WP2 二-U 212 二-90 6 = -540WF3 二U3I3 =60 10 =600WP4 二 U4I1

7、=80 4 =320WF5 二U5I2 =30 6 =180W根據功率平衡的關系，帶有負號的功率之和應和帶有正號的功率之和相等，即得560540 =600320180 =1100W上式表明電源發出的功率和負載取用的功率是平衡的，注意，此法也是驗證解題結果正確與否的 方法之一。1-8試求題圖1-8所示電路中A點、B點和C點的電位。解題圖5題題1-9解：參照解題圖5可知，四個電阻上的電壓降均由電流I所產生，電流的參考方向如圖所示，其大小為,50-2030 AI0.5A10 20 10 2060根據某點的電位即該點與參考點之間的電壓，令參考點Vd = 0,則電位Va、VB和Vc分別為Va 二Va -

8、Vd - -10I 50 - -10 0.5 50 =45VVb 二Vb -Vd 二-20I -10I 50 =101 20 20I = 35VVc 二Vc Vd =201 =10V1-9 試求題圖1-9所示電路中A點的電位。40X解題圖6解：參照解題圖6,該電路圖上半部分的電路為一閉合電路，可產生電流I，因此在1Q和2Q電阻上均產生電壓降；而電路圖下半部分的電路不閉合，故4Q電阻上無電壓降。那么，該電路中的電流和電位Va分別為I =1A1 2Va = -11 6 二3216 =5V1-10求題圖1-10所示電路中A點和B點的電位。如將A、B兩點直接連接或接一個電阻，對電路工作有無影響？解：根

9、據題圖1-10所示，該電路有兩個獨立 的回路，共用一個參考點；判定A、B兩點連接后對原有電路的工作有無影響(即有無電流流過)的依據，首先要確定 Va和Vb的電位是否相等， 兩點電位分別為8 Va = X20 = 8V12 + 8 16Vb = X4 = 8VB 4 + 4由于兩點電位相等，所以 A、B點連接后，對電路工作無影響。A點的電位。1-11在題圖1-11中，在開關S斷開和閉合的兩種情況下試求C'-12 V3kQL3.9kQA3SSlj”0 kQJ- <I+12V題題1-11-12V3 k'13.9 k'.1itAQ20 k1112V解題圖7(a)P-12V

10、3 k'13.9 k'120 k'.112V解題圖7(b)解：在開關S斷開時，電路如解題圖 7(a)所示，根據電位差和電壓的關系即12 -Va =20 103IVa =12 -20 103| =12 -20 103 ：12一(一12) 3 (20 3.9 3) 103小24貝U=12-20 3 =12 -17.8426.9 勺 03-5.84V在開關S閉合時，電路如解題圖7(b)所示，此時電路中的+ 12V和一12V兩個電源將分別獨立作用一個回路，Va就是3.9k Q電阻上的電壓降，即3 3.9 103 =1.96V(20 3.9) 1031-12計算題圖1-12所示兩

11、電路中a、b間的等效電阻Rab。4(a)(b)題題1-12解：圖（a）4x46x3Rab =4/(4/4 63)=4(-)4+46+3=4/(2 2) =4 4=2'J注：上式中的符號“ ”表示電阻并聯，符號“ + ”表示電阻串聯，在計算串、并聯等效電阻時應 遵循先并聯、后串聯、括號運算優先的原則。圖（b）Rab =2/(2/2 - 3/3/3)= 21121-13在題圖1-13中，R1 = R2 = R3 = R4 = 300Q , R5 = 600 Q,試求開關S斷開和閉合時a和b之間的等效電阻。解：當開關S斷開時,a、b之間的等效電阻IdR題題1-13Rab =R5/(R1Ra)

12、/(R2 - R4)= 600/600/600二 200門當開關S閉合時，a、b之間的等效電阻Rab 二 R5(R1 /R2 - R3/R4)=600/(300/300 300/300)=600/300=200"1-14題圖1-14所示的是直流電動機的一種調速電阻，它由四個固定電阻串聯而成。禾U用幾個開關的閉 合或斷開，可以得到多種電阻值。 設四個電阻都是試求在下列三種情況下 a,b兩點間的電阻值：(1) S1和S5閉合，其它斷開；(2)S2,S3和S5閉合，其它斷開；(3)S1,S3和S4閉合，其它斷開。解題圖8(a)l-pjR3S5R4S1解：(1)當S1和S5閉合，其它開關斷開

13、時，電路如解題圖 8(a)所示，a、b間的等效電阻。S5:R4a R1S3解題圖8(b)a :R1R3解題圖8(c)Ra=R1 R2 R3= 111V(2) 當R2、R3和R5閉合，其它開關斷開時，電路如解題圖8(b)所示，等效電路如解題圖8(c)所示，a、b之間的等效電阻Rab = R1 ' R2 / R3 / R4=1 +1/1/1=1.330S4a H 片R1-廠 _r4 I1-R2 R3|-TR4bS3S1解題圖8(d)aR1解題圖8(f)8(f)(3) 當開關Si、S3和S4閉合，其它開關斷開時，電路如解題圖8(d)所示，其等效電路如解題圖 所示，a、b之間的等效電阻Rab

14、=Ri /R4 =1/1= 0.5。1-15題圖1-15所示是一衰減電路，共有四檔。當輸入電壓Ui = 16 V時，試計算各檔輸出電壓01 rU15.5 555.045|pl卜4545|U2UqA2 2tbcad題題1-15+U15.5Q)55*50Q45Q45Qk竺M1-U2c>bcciad -解題圖9(a)2解：當電路連接a檔時，如解題圖9(a)所示，輸出電壓等于輸入電壓，即U2 =5 =16V當電路連接b檔時，如解題圖9(b)所示，輸出電壓為16V的分壓，即U _u 5.5/45+5.5/(5+45)2 1 45 +5.5/45 +5.5/(5 +45)1=16 10= 1.6V當

15、電路連接c檔時，如題圖1-9所示，輸出電壓為1.6V的分壓，即當電路連接d檔時，如解題圖9（c）所示，輸出電壓為 0.16V的分壓，即U2 =0.1645 51= 0.16 一10= 0.016V1-16題圖1-16所示的是由電位器組成的分壓電路，電位器的電阻 Rp = 270 Q,兩邊的串聯電阻 R1 = 350Q , R2 = 550 Q。設輸入電壓 U1 = 12 V，試求輸出電壓 U2的變化范圍。解：當電位器的滑動觸點置于電位器Rp的最下端時，輸出電壓U2應該是電阻R2上的壓降，即R2R1 RP RU1550350 270 55012=5.64V當電位器的滑動觸點置于電位器Rp的最上端時，輸出電壓U2應該是電阻（Rp+ R2）上的壓降，即題題1-16U2RP R2R1 RP R2U127055012350 270550=8.41V因此，該分壓電路輸出電壓U2的變化范圍應該是 5.64V 8.41V。1-17試用兩個6 V的直流電源、兩個 1kQ的電阻和一個-5 V +5 V的調壓