哈尔滨理工大学电路1-9章习题答案.doc

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1、第一章习题解答一、选择题1KVL 和KCL不适用于D .A集总参数线性电路； B集总参数非线性电路； C集总参数时变电路； D分布参数电路2图11所示电路中,外电路未知,则u和i分别为D. A； B未知；C； D未知3图12所示电路中,外电路未知,则u和i分别为 D. A； B；C； D4在图13所示的电路中,按照节点是三条或三条以上支路的联接点的定义,该电路的总节点个数为 A . A5个； B8个； C6个； D7个5在图14所示电路中,电流源发出的功率为 C . A45W； B27W； C27W； D51W二、填空题1答：在图15所示各段电路中,图A中电流、电压的参考方向是 关联 参考方向

2、；图B中的电流、电压的参考方向是 非关联 参考方向；图C中电流、电压的参考方向是 关联 参考方向；图D中电流、电压的参考方向是 非关联 参考方向.2答：图16所示电路中的u和i对元件A而言是 非关联 参考方向；对元件B而言是 关联 参考方向.3答：在图17所示的四段电路中,A、B 中的电压和电流为关联参考方向,C、D中的电压和电流为非关联参考方向.4答：电路如图18所示.如果,则 V ,A ；如果,则 V ,A .5答：在图19 所示的电路中,当时,V,A；当时,V, A .在图19 所示的电路中,当R=10时,V, A；当时,V, A .三、计算题1试求图17所示各段电路吸收或发出的功率.

3、解：W吸收； W吸收W发出； W发出2电路如图110所示.求：图中电压源发出的功率和电阻吸收的功率；图b中电压源、电流源与电阻发出的功率.解：由电路图可知 V；对于电压源,u和i为非关联参考方向,因此电压源发出的功率为W对于电阻,u和i 为关联参考方向,因此电阻吸收的功率为 由电路图可知 V； 由KCL得 于是电压源发出的功率为 W电阻发出的功率为 电流源发出的功率为 3计算图111所示电路中的.解：电路为直流电路,因此电容、电感分别相当于开路和短路,即, 由KCL得：,解之得, A由欧姆定律得： 根据 KVL得： , 即 4已知图112所示电路中的V , 计算图中所有的未知电流和电压与受控电

4、源发出的功率.解： ； ； ；A； 受控电压源和受控电流源发出的功率分别为： , 5计算图113所示电路中全部未知的电压和电流.解： ； ； ； ； 第二章习题解答一、选择题1在图21所示电路中,电压源发出的功率为B.AW ； BW； CW； DW2在图22所示电路中,电阻增加时,电流将 A .A增加； B减小； C不变； D不能确定3在图23所示电路中,= D .AA； BA； CA； DA 4对于图24所示电路,就外特性而言,则D . A a、b等效； B a、d等效； C a、b、c、d均等效；D b、c等效5在图25所示电路中,N为纯电阻网络,对于此电路,有 C .A都发出功率；B都吸

5、收功率；C发出功率,不一定；D发出功率,不一定二、填空题1 图26a所示电路与图26b所示电路等效,则在图26b所示电路中,V ,. 2图27a所示电路与图27b所示电路等效,则在图27b所示电路中,A ,.3在图28所示电路中,输入电阻.4在图29所示电路中,受控源发出的功率是W .5在图210所示电路中,A电流源吸收的功率是W .三、计算题1对于图211所示电路,试求：1电压、；2各电源的功率, 并指出是吸收还是发出.解：V ,VW ,W 2计算图212所示电路中的电流.解：将图212所示电路中电阻和电阻的串联用的电阻等效,将A电流源和电阻的并联用V电压源和电阻的串联等效,可得图212所示

6、电路的等效电路如图212a.再将图212a所示电路做如下的等效变换：在图212f所示的电路中,虚线框内的部分为一电桥.此电桥各条臂上的电阻相等,电桥处于平衡状态,电阻两端的电压为,其中的电流也为,此时与电阻相连的两个节点可视为开路,因此图212f所示的电路可等效成图212g所示的电路.根据图212g,有 A3计算图213所示电路的等效电阻.解：将图213中Y连接的三个的电阻等效变换为图213a中连接的三个的电阻,则4在图214所示电路中,已知V电压源发出的功率为W,试求电路图中的电流与电压.解：A, V5求图215所示电路中的电流. 解：A, AA, A6求图216所示电路中的电流和电压.解：

7、 mA, mAmA, V7求图217所示电路中电流.解：对图217所示电路左边的网孔列基尔霍夫电压方程,得由KCL 得 联立以上两式解得 A8试求图218所示A电流源的端电压与其发出的功率.解：对右边的网孔应用KVL,得 V而W9求图219中所示的电压.解：由KVL得 ,此外 A ,因此 V10在图220所示电路中,求受控源发出的功率.解：由KVL得 V,而V,W第三章习题解答一、选择题1图31所示电路中V,电流B.AA；BA； CA； DA2图32所示电路中,节点1的自电导= C.A； B；C； D3图33所示电路中,增大,将导致C.A增大,增大；B减小,减小；C不变,减小；D不变,增大4对

8、于图34所示电路,正确的方程是D.A； B；C； D5图35所示电路中,对应回路 1的正确的方程是A.A； BC； D二、 填空题1在图36所示电路中, .2 在图37所示电路中, .3 在图38所示电路.4 在图39所示电路中,电压源发出功率,电流源发出功率.5在图310所示电路中,则负载电流.三、 计算题1 试用节点电压法求图311所示电路中的.解： 由节点电压法得 V,由欧姆定律得 V.所以 V,A2试用节点电压法求图312所示电路中的.解：图312所示电路的节点电压方程为联立以上三式解得：V,V,V而 A3试用回路电流法求图313所示电路中的与. 解： 以图313所示电路中的两个网孔作

9、为独立回路,则其回路电流方程为：； 由此两式解得： , A而 A, V4试列出图314所示电路中的节点电压方程、回路电流方程.解：节点电压方程为：回路电流方程为：5试列出图315所示电路中的节点电压方程、网孔电流方程.解：节点电压方程为网孔电流方程为：6选一合适方法求图316所示电路中的电流.解：根据电源等效变换将图316a依次等效变换为图316b、图316c.由图316c得而 由此解得： A7列出图317所示电路的回路电流方程,并求为何值时电路无解.解：回路电流方程为：从以上三式中消去U后,有由克莱姆法则可知上述方程组无解的条件是由此解得 8计算图318所示电路中的、.解：由图318可列出节

10、点电压方程和补充方程联立以上三式解得A,V9求图319所示电路中各电源发出或吸收的功率.解：由图319可列出节点电压方程和补充方程联立以上两式解得V,V .而 A,于是：W发出； W发出 10试用节点法求图320所示电路中的电流.解：节点电压方程和补充方程为,由以上四式解得 A.第四章 习题解答一、选择题1受控源是不同于独立源的一类电源,它b一种激励.a是； b不是 2下列电路定理、定律中,仅能用于线性电路的有b、d.aKVL和KCL； b叠加定理； c替代定理； d戴维南定理和#定理3甲乙两同学对图41所示电路应用替代定理求电流.甲画了图42a电路,乙画了图42b电路,后来他们认为 图42b

11、 图是不可行的,其理由是 A .A不满足置换前后电路应具有唯一解这一条件；B电路中不存在电阻； C电流等于零了；D电流等于无限大了4图43所示电路的#等效电路如图44,则、分别为 A .A； B； C； 5图45a所示电路的端口特性如图45b,其戴维南等效电路如图45c,则、分别为 D .A； B； C； D二、填空题1线性一端口电路N如图46所示.当时,；当时.如果,则,.解：依据题意可知,一端口电路N的开路电压为,戴维南等效电阻为.因此,当时, 2图47所示电路中,为线性电路,且.当,时,；当,时,；当,时,.那么,当,时,.解：N为线性电路,且和都等于时,所以N中含有独立电源,按照叠加定

12、理,有式中的为待定常数将给定条件代入,可得： , 从以上两式解得： , 于是 将,代入上式得 ,3图48a所示电路的戴维南等效电路如图48b,那么,.解：a、b两点开路时, ,所以 在a、b两端加一电压并注意到,则 由此可得 4图49a所示电路的戴维南等效电路如图49b,则,.5在图410a所示的电路中, ,其戴维南等效电路如图410b,则,.解：当时,为开路电压,且和的参考方向相反,因而.当时, ,此电流为短路电流且对于N而言开路电压和短路电流为非关联参考方向,因此三、计算题1用叠加定理计算图4 11所示电路中的.解：将图411中的电源分成两组,电压源为一组,电流源为一组,分别如图411a和

13、图411b所示.由图411 可得 由图417 可得 而2用叠加定理计算图4 12所示电路中的.解：将图412分解成图412a和图412b,用叠加定理计算.在图412a中,有由此可得在图412b中,有由此可得而3电路如图413所示.当开关和1接通时,；当开关和2接通时,.计算开关和3接通时的.解：设三个电压源的源电压用变量表示,且其参考方向和电压源源电压的参考方向一致,则有将,代入得将,代入得联立、两式,解得,即再将代入式得4电路如图414所示.若,时,；若,时,；若,时,.求,时的值.解：设由,时,得：由,时,得：由,时,得：由、两式解得：,即将,代入得：5求图415所示电路的戴维南等效电路和

14、#等效电路.解：设图415所示电路的戴维南和#等效电路分别如图415b和图415c.图415最左边的支路可等效为A的电流源,因此图415的电路可以等效为图415a所示的电路.对图415a所示的电路列节点电压方程,有即而一端口电路的开路电压和其戴维南等效电阻分别为：, 将图415b等效变换为图415c得：, 6求图416所示电路的戴维南等效电路和#等效电路.解：将图416中三角形连接的三个的电阻等效变换为星型连接的电阻,则其等效电路如图416a.设其戴维南等效电路和#等效电路分别如图416b和图4 16c,则, 将图416b等效变换为图416c,得,7电路如图417所示,的值可变.当,可获得最大

15、功率,且此最大功率为W.求N的等效电路.解：图417a为图417的等效电路.由于时获得最大功率,因此有与 由此解得8电路如图418所示,为何值时可获得最大功率并求此功率.解：将图418的电路用图418a的电路等效.在图418求时, a、b两点开路中,选节点为参考节点可列出节点电压方程：联立以上四个可解得而, 由此可见,时可获得最大功率,此最大功率值为9求图419所示电路的戴维南等效电路.解：按图419的电路a、b两端开路列出节点电压方程为联立以上三式可解得, 而,将图419中的独立源置零可得图419a所示的电路.由此电路图可见根据KCL得而10求图420a、图420b、图420c、图420d所

16、示电路的戴维南等效电路.解：设图420、420b、420c、420d的戴维南等效电路为图421 .图420a中电流源、电压源、电阻并联后和的电流源串联,此段电路等效于的电流源.当a、b两端开路时,因此将图20a 中的独立源置零后,明显可见在图20b的电路中,计算a、b两端的开路电压可采用叠加定理.将全部电压源作为一组,将全部电流源作为另一组.当全部电压源作用,电流源不作用时 ；当全部电压源不作用,电流源单独作用时 所以 将全部电源置零,容易求得对于图20c的电路,由于其中不含独立电源,因此其开路电压等于,即在图20c的电路的a、b之间加一电压,相应各支路的电流如图22.由图422可得,因此 将

17、图420d的电路等效变换为图423的电路,注意：由此电路可见,当a、b两端开路时,有,即而将a、b两端短路时,受控电压源的源电压等于,相当于短路,因而因此第七章习题解答一、选择题1由于线性电路具有叠加性,所以 C .A电路的全响应与激励成正比； B响应的暂态分量与激励成正比；C电路的零状态响应与激励成正比；D初始值与激励成正比2动态电路在换路后出现过渡过程的原因是 A .A 储能元件中的能量不能跃变；B 电路的结构或参数发生变化；C 电路有独立电源存在；D 电路中有开关元件存在3图71所示电路中的时间常数为 C .图7-1A； B；C； D解：图71中和并联的等效电容为,而将两个电容摘除后,余

18、下一端口电路的戴维南等效电阻为,所以此电路的时间常数为.图72所示电路中,换路后时间常数最大的电路是 A .图7-2解：图72A、B、C、D所示四个电路中的等效电感分别为、和.时,将图62A、B、C、D中的电感摘除后所得一端口电路的戴维南等效电阻分别为、和.由于电路的时间常数等于,所以图72A所示电路的时间常数最大.5一阶电路的全响应V,若初始状态不变而输入增加一倍,则全响应变为 D .A； B；C；解：由求解一阶电路的三要素法 可知在原电路中V,V.当初始状态不变而输入增加一倍时,有V二、填空题1换路前电路已处于稳态,已知,.时,开关由掷向,则图73所示电路在换路后瞬间的电容电压V,V.图7

19、-3解： 由时刻电路得： , 换路后,电容,构成纯电容的回路两电容并联,电容电压发生强迫跃变,此时应由电荷守恒原理求解换路后瞬刻的电容电压.由得： 由以上两式解得2图74所示电路的时间常数 .图7-4 图7-4a解：将储能元件开路,独立电源置后,可得求戴维南等效电阻的电路如图74所示.由于电路中含有受控源,因此需用外加电压法求戴维南等效电阻.由图74注意到为电阻中的电流,不能直接应用换路定则.画出时刻电路如图79所示,等效变换后的电路如图69所示.图7-9a 图7-9b由图77b可得 , 因而 4图710所示电路,开关S在时刻打开,开关动作前电路已处于稳态.求：时的.图7-10解：.稳态时电容

20、相当于开路,即电容的开路电压和可由图710的电路计算.图7-10a由图710a得 ： 12由2得 ,将此带入1式,得由此可见 , 而 5图711中,时零状态响应.若电容改为,且,其它条件不变,再求.图7-11 图7-11a解：以储能元件为外电路,线性含源电阻网络可用相应的戴维南等效电路替代,如图611所示.由题意可知, 而 当改为,且时, 因而 6图712中,V,V,全响应.求：1、单独作用时的零状态响应和；2零输入响应.图7-12解：图712的全响应等于零状态响应加零输入响应,即而 将图712等效为图712a,设图中的.图7-12a当单独作用时,有其通解为 其中将上式与、代入得+考虑到是激励

21、时的零状态响应,并将和题中给出的的全响应的表达式对比,可得, , , 因此 7图713所示电路中,激励的波形如图713a所示,求响应.图7-13 图7-13a图7-13b解：本题的激励可用三个阶跃函数之和表示,即：电路的响应就是上述三个阶跃函数分别作用产生的零状态响应之和.将图613等效为如图613所示的电路.作用时的响应为作用时的响应为作用时的响应为总的零状态响应为8图714所示电路中,激励为单位冲激函数 A,求零状态响应.图7-14解：设激励为,用三要素法求电路的单位阶跃响应., , 电流的单位阶跃响应为 根据单位冲激响应和单位阶跃响应的关系,可得电路中的：9图715所示电路中,求时的响应

22、.图7-15图7-15a 图7-15b解：应用叠加原理求解此题.单独作用时,电路如图715a所示.对于冲激响应,可先求其相应的阶跃响应.设激励为,则因此 由冲激响应和阶跃响应的关系得单独作用时,电路如图715b所示.,而 因此 10图716所示电路,开关动作前电路已处于稳态,时开关S打开,求时的.图7-16解：由图示电路可求得, 开关动作后电流发生强迫跃变.根据磁通链守恒原理,可得由、两式解得 而 ,于是 第八章相量法习题解答一、 选择题1在图81所示的正弦稳态电路中,电流表、的读数分别为A、A、A,电流表的读数为D.AA； BA； CA；DA2在图82所示的正弦稳态电路中,电压表、的读数分别

23、为V、V、V,电压表的读数为A.AV； BV； CV； DV3在正弦电路中,纯电感元件上电压超前其电流的相位关系B.A永远正确； B在电压、电流为关联参考方向的前提下才成立；C与参考方向无关； D与频率有关4在图83所示电路中,且V,V,则电路性质为B.A感性的； B容性的； 电阻性的；无法确定 5在图84所示正弦电路中,设电源电压不变,在电感两端并一电容元件,则电流表读数D.A增大； B减小； 不变； 无法确定二、填空题1正弦量的三要素是 有效值,角频率,初相位.2在图85所示正弦稳态电路中,A.解：A3在图86所示的正弦稳态电路中,电流表的读数为A,的有效值为V,的有效值为A.解： V,

24、A4在图87所示正弦稳态电路中,电流表的读数为A,的有效值为V,的有效值为 A.解：取A,则V,A,A,于是 A, V 5在图88所示正弦稳态电路中,且A,则电压V.解： V, A,A,V三、计算题1在图89所示电路中,则、应满足什么关系？解：若使,则与同相,而=, =由此可得 ,即2在图810所示的正弦电路中,电流表、的读数分别为A、A,试求当元件2分别为、时,总电流的有效值是多少？解：当元件2为R时 A； 当元件2为L时 A； 当元件2为C时 A3在图811所示的正弦电路中,电压表、读数分别为V、V,试求当元件2分别为、时,总电压的有效值是多少？解： 当元件2为R时： V；当元件2为L时：

25、 V；当元件2为C时： V 4在如图812所示RL串联电路中,在有效值为V、Hz的正弦电源作用下,A.若电压有效值不变,但频率增大为 Hz时,电流A,求、的值.解：根据题意可得： ；由以上两式解得 , H5在图813所示电路中,且A,试求与. 解：由已知条件与电路图可得：V； A；A；= 10V第九章正弦稳态电路分析习题解答一、选择题1在图91所示的电路中,如果其等效导纳的模为,则 D .A； B；C ； D2图92a所示的电路为不含独立电源的线性一端口电路.已知V,A,则图92b、92c、92d、92e四个电路中不是图92a的等效电路的为 D .A图92b； B图92c； C图92d； D图

26、92e3电路如图93所示,Z是一段不含独立源的电路.开关断开时,瓦特表、电压表、电流表的读数分别是W、V 和A；开关闭合时,瓦特表、电压表、电流表的读数分别是W、V和A.那么是 C 电路.A电阻性； B容性； C感性； D不能确定4电路如图94所示,固定不变.如果 B ,则改变不等于无限大时,不变.A； B； C； D二、填空题1若, ,则图95所示电路的输入阻抗为 .2线性一端口电路如图96所示,.则此一端口电路吸收的复功率,有功功率、无功功率分别为、.解：对于N而言和为非关联参考方向,因此N吸收的复功率为而 , 3在图98所示电路中,已知电流表A的读数为A,电压表的读数V,电压表的读数为V

27、,则电压表的读数为V.图9-8解：由题意得：, 解得： , 因此 4在图99a所示的电路中,已知V,A,此电路的戴维南等效电路如图99b所示,则V,= 5 .解：而等效阻抗为三、计算题1电路如图910所示,V,A,列出求解图示电路的回路电流方程.解：图910电路的回路电流方程为即 2在图911所示的电路中,V,V.用回路电流法求,.解：选两个网孔作为独立回路,回路电流如图911所示,据此可得即 由此解得 A, A因而 A, A,A3电路如图912所示,列出其节点电压方程.解：图912电路的节点电压方程为4试求图913中的节点电压.解：图913所示电路的节点电压方程为即 由此解得： 5电路如图9

28、14所示,已知,求 和.解：根据题意得将,代入,得即 , 联立以上两式解得 , 6图915为测量线圈参数的电路.测量时,调节可变电阻使电压表的读数最小,此时电源电压为V,和均为,为,电压表的读数为V.若电源的频率为Hz,求和的值.解：将图915的电路用图915a的电路等效.设电压表的内阻为无限大,且以为参考相量可做相量图如图915b.图中、和同相,、同相.由于右边的支路为感性支路,所以、在相位上滞后一个角度.在一定的条件下,调节可变电阻实际上仅改变的大小,不变.由图可见,当和垂直时最小,因此有 , , 而 ,右边支路的阻抗为 ,据此可得于是 ,7电路如图916.已知,电流表A1与电压表V1的读

29、数分别为A和V.求电流表A0与电压表V0的读数.解：各个电压、电流的参考方向如图,以为参考相量,则而 所以电流表A0的读数为A.又 ,所以电压表V0的读数为V.8在图917所示的电路中,电压表的读数为V,为感性负载.开关断开时,安培表的读数为A,瓦特表的读数为W；开关闭合时,安培表的读数为A,瓦特表的读数为W.求和.解：根据开关断开时电压表、电流表与功率表的读数可得考虑到为感性负载,有,因而 根据开关闭合时电压表、电流表与功率表的读数可得, 即 开关闭合时电路的总阻抗为即 9将盏功率W功率因数的日光灯与盏W的白炽灯并联接在V的交流电源上.求总电流与总功率因数；若要将电路的功率因数提高到,应并联多大的电容.解：电路并不并电容吸收的有功功率不变,设此功率为,则设并联电容前电路吸收的无功功率为,功率因数角为,总电流为,则据此可得 设并联电容后电容发出的无功功率为电路的功率因数角为,电路吸收的无功功率为,总电流为,则再由 可得 19 / 19