第1章习题与答案

第1章直流电路

1.1某负载为一可变电阻器，由电压一定的蓄电池供电，当负载电阻增加时，该负载是增加了？还是减小了？

答：负载的增减指负载消耗的电功率的增减。负载消耗的电功率P=U2/R L,蓄电池电压一定即式中U不变，当R L增加时，P 减小，故该负载减小了。

1.2某电源的电动势为E,内电阻为R0,有载时的电流为I,试问该电源有载时和空载时的电压和输出的电功率是否相同,若不相同,各应等于多少

答：负载的增减指负载消耗的电功率的增减。负载消耗的电功率P=U2/R L,蓄电池电压一定即式中U不变，当R L增加时，P 减小，故该负载减小了。

1.3今需要一只1W、500kΩ的电阻元件，但手头只有0.5W、250kΩ和0.5W、1MΩ的电阻元件许多只,试问应怎样解决? 答：可将二个0.5W、250kΩ的电阻串联使用或将二个0.5W、1MΩ的电阻并联使用。这样，不仅总电阻值符合要求，而且各电阻在实际工作时消耗的电功率和通过的电流也不超过各自的额定功率和额定电流。

1.4有些同学常常把理想电流源两端的电压认作零,其理由是: 理想电流源内部不含电阻,则根据欧姆定律, U=RI=0×I=0。这种看法错在哪里?

答：这种看法显然不正确。U=RI只适用于理想电阻元件，

对理想电流源不适用，理想电流源只有在短路时两端的电压才等于零。

1.5凡是与理想电压源并联的理想电流源其电压是一定的，因而后者在电路中不起作用；凡是与理想电流源串联的理想电压源其电流是一定的，因而后者在电路中也不起作用。这种观点是否正确?

答：这种观点不正确。与理想电压源并联的理想电流源不影响电路其余部分的电压和电流，但会影响理想电压源的电流；与理想电流源串联的理想电压源也不影响电路其余部分的电压和电流，但会影响理想电流源的电压。

1.6.在应用∑RI= ∑E列回路方程式时，按I与E的参考方向与回路方向一致时前面取正号，否则取负号的规定，RI和E 可否放在等式的同一边?

答：根据I 和E 取正负号的规定，RI表示电位降、E表示电位升，故不可放在等式的同一边。

1.7. 列独立的回路方程式时，是否一定要选用网孔?

答：不一定。只要满足每次所选回路中至少有一条以前未用过的新支路即可。

1.8. 叠加原理可否用于将多电源电路（例如有4个电源）看成是几组电源（例如2组电源）分别单独作用的叠加?

答：可以

1.9利用叠加原理可否说明在单电源电路中，各处的电压和

电流随电源电压或电流成比例的变化?

答：可以。比如电路中若理想电压源的电动势加倍，可相当于两个具有原来电动势的理想电压源串联。则根据叠加原理，电路中各处的电压、电流均应为二个原值相加即原值的二倍。

1.10有源二端网络用电压源或电流源代替时，为什么要对外等效？对内是否也等效?

答：根据戴维宁定理和诺顿定理，一有源二端网络用等效电压源或电流源代替时，其输出电压和输出电流是对应相等的，即等效是对有源二端网络的外部电路而言的，等效不会改变外部电路的电压和电流。而对网络内部则是不等效的。

1.11电压源和电流源之间可以等效变换，那么理想电压源与理想电流源之间是否也可以等效变换?

答：不可以。因为理想电压源的输出电压恒等于定值，理想电流源的输出电流恒等于定值，两种理想电源之间无法满足输出电压和输出电流均对应相等的对外等效的原则。

1.12求图示电路中恒流源两端的电压U1、U2及其功率，并说明是起电源作用还是起负载作用。

I U3

解：设2 Ω电阻上电流为I ，5 Ω电阻两端电压为U 3 如图。

左恒流源的功率P 1＝40W ，起电源作用；

右恒流源的功率P 2＝3W ，起负载作用。

1.13试分析图示两电路中:(1)图(a)中的理想电压源在R 为何值时既不取用也不输出电功率？在R 为何范围时输出电功率？在R 为何范围时取用电功率？而理想电流源处于何种状态？ (2)图(b)中的理想电流源在R 为何值时既不取用也不输出电功率？在R 为何范围时输出电功率？在R 为何范围时取用电功率？而理想电压源处于何种状态？

解： (a)当R ＝1 Ω时理想电压源既不取用也不输出电功率;R <1 Ω时,理想电压源输出电功率; R >1 Ω时,理想电压源取用电功率.而理想电流源始终起电源作用.

(b)当R ＝1 Ω时理想电流源既不取用也不输出电功率;R >1 Ω时,理想电流源输出电功率; R <1 Ω时,理想电流源取用电13213(51)4(24)8,(51)5(85)3I A A U V V U V V U U U V V

=-==⨯==⨯==-=-=

功率.而理想电压源始终起电源作用.

1.14 用支路电流法求图中各支路电流,并说明U S1和U S2是起电源作用还是起负载作用。图中U S1＝12V ，U S2＝15V ，R 1＝3Ω， R 2＝1.5Ω, R 3＝9Ω。

解:

结点a : I 1+ I 2 － I 3 ＝0

回路① : R 2 I 2＋ R 3 I 3 － U S2

回路② : R 1 I 1 ＋ R 3 I 3 － U S1 ＝0

联立方程，解得：

I 1＝-0.2A I 2＝1.6A I 3＝1.4A

1.15 用叠加原理求图示电路中的电流I 1和 I 2

解:恒流源单独作用:

R 3 I 3

恒压源单独作用

:

1.16 用戴维宁定理求图示电路中通过理想电压源的电流。图'21123S R I I A R R ==+'1212

2S R I I A R R ==+''''12122S U I I A R R ===+'''111'''22214I I I A

I I I A =-+=-=+=