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1、上海工程技术大学上海工程技术大学-电工技术电工技术-第第 0101 章习题解答章习题解答第一章第一章习题参考题解答习题参考题解答练习与思考练习与思考1.1.11.1.1 举出一个生活中的电路，并分析它完成的举出一个生活中的电路，并分析它完成的是何种作用，是何种作用，它的负载将电能转化为何种能源或它的负载将电能转化为何种能源或者处理的是什么信号？者处理的是什么信号？【解】【解】显示器电路有两部分功能，显示器电路有两部分功能，一部分是接受一部分是接受电脑主机显示卡传送来的图像信号，电脑主机显示卡传送来的图像信号，另一部分是另一部分是将电能转化为光能形成人眼能够看到的图像。将电能转化为光能形成人眼能
2、够看到的图像。IaUb(a)P=UIIaUb(c)P=-UI(d)P=UIUb(b)P=-UIIaUbIa图图 1.2.41.2.4 不同参考方向下功率的计算不同参考方向下功率的计算1.2.11.2.1 在图在图 1.2.41.2.4 方框中的电气元件，其电压从方框中的电气元件，其电压从b b到到 a a 降低降低 20V20V，电流为，电流为 4A4A 从从 b b 流入，请分析：流入，请分析：（1 1）图（）图（a a）-（d d）所示参考方向下，电）所示参考方向下，电压压 U U 和电流和电流 I I 的数值；的数值；（2 2）计算此元件的电功率，并判断其是电源）计算此元件的电功率，并判
3、断其是电源还是负载。还是负载。【解】【解】（1 1）图（）图（a a）中，）中，U=-20VU=-20V，I=-4AI=-4A；图（图（b b）中，）中，U=-20VU=-20V，I=4AI=4A；图（图（c c）中，）中，U=20VU=20V，I=-4AI=-4A；图（图（d d）中，）中，U=-20VU=-20V，I=-4AI=-4A；（2 2）虽然图（）虽然图（a a）-（d d）所示参考方向不同，但）所示参考方向不同，但是此元件的实际电压和电流是不变的，是此元件的实际电压和电流是不变的，因此无论因此无论以哪个图所示方向选择功率的计算式，以哪个图所示方向选择功率的计算式，结果都是结果都是
4、一样的。一样的。以图以图（a a）所示参考方向为例，所示参考方向为例，U=-20VU=-20V，I=-4AI=-4A，电电 压压 和和 电电 流流 参参 考考 方方 向向 一一 致致，故故P=UI=(-20)*(-4)=80WP=UI=(-20)*(-4)=80W 0 0，为负载；，为负载；1.2.21.2.2 如图如图 1.2.51.2.5 所示，所示，湖北三峡地区有一条直流湖北三峡地区有一条直流高压输电线路连接至上海南桥变电站，高压输电线路连接至上海南桥变电站，其电压为其电压为500kV500kV，电流为，电流为 1800A1800A，请计算三峡端的功率，请计算三峡端的功率，并分析电能输送
5、的方向。并分析电能输送的方向。1.8kA三峡湖北+-500kV南桥上海【解】【解】对三峡端而言，对三峡端而言，电流的方向与电压降低的电流的方向与电压降低的图图 1.2.51.2.5 思考题思考题 1.2.21.2.2 的电路图的电路图方向相反，即为非关联参考方向（方向不一致）方向相反，即为非关联参考方向（方向不一致）故应在功率计算公式加上负号，则故应在功率计算公式加上负号，则P=-UI=-500*1000*1800=-900MWP=-UI=-500*1000*1800=-900MW由于由于 P P 0 0，故三峡端输出电能，电能从三峡传输，故三峡端输出电能，电能从三峡传输至南桥。至南桥。1.3
6、.11.3.1 在图在图 1.3.91.3.9 所示的电路中，判断电路中哪个所示的电路中，判断电路中哪个电源产生电能，哪个吸收电能。电源产生电能，哪个吸收电能。5 V(a)1A5 V(b)1A图图 1.3.81.3.8思考题思考题 1.3.11.3.1 的电路图的电路图【解】【解】（a a）由于图中电流源流过的电流恒定为）由于图中电流源流过的电流恒定为1A1A，故电压源流过的电流也为，故电压源流过的电流也为 1A1A，方向与电压，方向与电压方方 向向 一一 致致，故故做负载。做负载。同理由于电压源两端电压恒定为同理由于电压源两端电压恒定为 5V5V，故电流，故电流源两端的电压也为源两端的电压也
7、为 5V5V，方向与电流方向不一致，方向与电流方向不一致，故故 1A1A 电流源的功率电流源的功率 P PISIS=-UI=-5*1=-5W=-UI=-5*1=-5W 0 0，故产故产生电能，在此电路中做电源。生电能，在此电路中做电源。（b b）5V5V 电压源上电压电流方向不一致，电压源上电压电流方向不一致，故功率故功率P PUSUS=-UI=-5*1=-5W=-UI=-5*1=-5W 0 0，故吸收电能，在此电路中，故吸收电能，在此电路中1A1A 电电流流源源上上电电压压电电流流方方向向一一致致，故故功功率率P PISIS=UI=5*1=-5W=UI=5*1=-5W 0 0，故吸收电能，在
8、此电路中，故吸收电能，在此电路中做负载。做负载。1.3.21.3.2 在图在图 1.3.91.3.9 所示的电路中，计算电路中各未所示的电路中，计算电路中各未知电压或电流的数值，以及各电阻上消耗的电知电压或电流的数值，以及各电阻上消耗的电能。能。Ia50V(a)51AUb(b)81AUc(c)2050VId25图图 1.3.91.3.9 思考题思考题 1.3.21.3.2 的电路图的电路图【解】【解】（a a）电阻上电压与电压源相同，方向与）电阻上电压与电压源相同，方向与I Ia a一一 致致，由由 欧欧 姆姆 定定 律律U2502P 500W；R5(d)IaU5010A，电电 阻阻 消消 耗
9、耗 的的 功功 率率R5（b b）电阻上电流与电流源相同，电阻上电流与电流源相同，方向与方向与 U Ub b不一不一致致，由由欧欧 姆姆定定 律律UP I2R 128 8W；b IR 18 8V，电电 阻阻 消消 耗耗 的的 功功 率率（c c）电阻上电流与电流源相同，电阻上电流与电流源相同，方向与方向与 U Uc c一致，一致，由由 欧欧 姆姆 定定 律律P I2R 1220 20W；Uc IR 120 20V，电电 阻阻 消消 耗耗 的的 功功 率率（d d）电阻上电压与电压源相同，方向与）电阻上电压与电压源相同，方向与 I Ia a不一不一致致，由由 欧欧 姆姆 定定 律律U2502P
10、100W。R25Id U50 2A，电电 阻阻 消消 耗耗 的的 功功 率率R251.4.11.4.1 一只节能灯管上标记一只节能灯管上标记 220V220V、5W5W，在使用，在使用时电流不能超过多大数值？时电流不能超过多大数值？【解】【解】电气设备上标记的就是额定数值，电气设备上标记的就是额定数值，故此灯故此灯管额定电压管额定电压 U UN N=220V=220V，额定功率，额定功率 P PN N=5W=5W。由。由P=UIP=UI 可知，可知，INPN5 22.7mA，UN220故最大电流不能超故最大电流不能超过额定电流过额定电流 22.7mA22.7mA。1.4.21.4.2 一个电热
11、器从一个电热器从 220220 V V 的电源取用的功率为的电源取用的功率为1000 W1000 W，如将它接到如将它接到 110 V110 V的电源上，的电源上，则取用的则取用的功率为多少？功率为多少？【解】由【解】由U2U22202P 48.4，无论接在电压多大的电源上，无论接在电压多大的电源上，R RP1000电电 热热 器器 的的 电电 阻阻 值值 不不 会会 改改 变变，故故 接接 在在 110V110V 的的 电电 源源 上上 时时，取取 用用 的的 功功 率率U11021102P 250W。110R48.41.4.31.4.3 图图 1.4.71.4.7 所示电路中，所示电路中，
12、A A 点的电点的电1 1I IA A6V6V3V3V位是多少？位是多少？【解】【解】接地点电位为接地点电位为 0V0V，6V6V 电源的正极电位比电源的正极电位比其负极（接地点）高其负极（接地点）高 6V6V，即，即+6V+6V，3V3V 电源的负电源的负极即极即 A A 点应比其正极低点应比其正极低 3V3V，故，故 V VA=6-3=3VA=6-3=3V。图图 1.4.71.4.7 思考题思考题 1.4.31.4.3 的电路的电路1.5.11.5.1 电路如图电路如图 1.5.71.5.7 所示，根据欧姆定律和基尔所示，根据欧姆定律和基尔霍夫定律求霍夫定律求 U U 和和 I I。I10
13、VU5(a)1A1A10V5(b)图图 1.5.71.5.7 思考题思考题 1.5.11.5.1 的电路的电路【解】由欧姆定律知电阻电压电流如思考题【解】由欧姆定律知电阻电压电流如思考题1.3.31.3.3，此处略。，此处略。（a a）由）由 KVLKVL 可知，可知，U=10+5=15VU=10+5=15V（b b）由）由 KCLKCL 可知，可知，I=1-2=-1AI=1-2=-1A1.5.21.5.2 电路如图电路如图 1.5.81.5.8 所示，根据欧姆定律和基尔所示，根据欧姆定律和基尔霍夫定律求：霍夫定律求：（1 1）I；（2 2）U；（3 3）U；（4 4）U；5125（5 5）2
14、4V24V 电压源提供的功率电压源提供的功率P。3U224VI5U57U12图图 1.5.81.5.8 思考题思考题 1.5.21.5.2 的电路的电路【解】【解】（1 1）由欧姆定律和基尔霍夫定律可知，）由欧姆定律和基尔霍夫定律可知，2424=3I24=3I5 5+7I+7I5 5+2I+2I5 5，故，故I=3+7+2=2A；5（2 2）由欧姆定律，）由欧姆定律，U U1 1与与 I I5 5参考方向不一致，故参考方向不一致，故U U1 1=-2I=-2I5 5=-2*2=-4V=-2*2=-4V；（3 3）由欧姆定律，）由欧姆定律，U U2 2与与 I I5 5参考方向一致，故参考方向一
15、致，故U U2 2=3I=3I5 5=3*2=6V=3*2=6V；（4 4）由欧姆定律，）由欧姆定律，U U5 5与与 I I5 5参考方向一致，故参考方向一致，故U5=7IU5=7I5 5=7*2=14V=7*2=14V；（5 5）24V24V 电压源上，电压源上，电压与电压与 I I5 5参考方向不一致，参考方向不一致，故故 P=-UI=-24*2=-48WP=-UI=-24*2=-48W。1.5.31.5.3 在图在图 1.5.91.5.9 所示的电路中，所示的电路中，请利用欧姆定律请利用欧姆定律和基尔霍夫定律求未知电阻和基尔霍夫定律求未知电阻R的数值。的数值。R200V120V248图
16、图 1.5.91.5.9 思考题思考题 1.5.31.5.3 的电路图的电路图【解】由欧姆定律可知，【解】由欧姆定律可知，2424电阻上电流为电阻上电流为120/24=5A120/24=5A，8 8电阻上电流为电阻上电流为 120/8=15A120/8=15A，方向，方向均与均与 120V120V 电压一致，为从上往下。电压一致，为从上往下。由由 KCLKCL 可知，可知，R R 上电流为上述两电流之和，上电流为上述两电流之和，故为故为 5+15=20A5+15=20A，方向从左往右。，方向从左往右。由由 KVLKVL 可知，可知，R R 上电压为上电压为 200-120=80V200-120
17、=80V，方，方向从左往右下降。向从左往右下降。再由欧姆定律，再由欧姆定律，R R 上电压电流方向一致，故上电压电流方向一致，故R=U/I=80/20=4R=U/I=80/20=4。1.6.11.6.1 电路如图电路如图 1.6.51.6.5 所示，求：所示，求：（1 1）U U；（2 2）电）电流源产生的功率流源产生的功率 P PE E；（3 3）最右端最右端 4 4电阻上的电电阻上的电流流 I I 及其消耗的功率及其消耗的功率 P P4 4。22I6AU434图图 1.6.51.6.5 思考题思考题 1.6.11.6.1 的电路的电路【解】【解】（1 1）由电阻的串并联等效可知，最右端）由
18、电阻的串并联等效可知，最右端 2 2和和 4 4电阻串联后为电阻串联后为 2+4=62+4=6，6 6与与 3 3并联并联后为后为 3*6/3*6/（3+63+6）=2=2，2 2和和 2 2电阻串联后为电阻串联后为2+2=42+2=4，4 4与与 4 4并联后为并联后为 4*4/4*4/（4+44+4）=2=2，故电路的总电阻故电路的总电阻 R R总总=2=2。由欧姆定律，由欧姆定律，电阻上的电流与电阻上的电流与 U U 方向一致，方向一致，故故U=IR=6*2=12VU=IR=6*2=12V。（2 2）电流源上电压与电流方向不一致，故）电流源上电压与电流方向不一致，故P PE E=-UI=
19、-12*6=-72W=-UI=-12*6=-72W。（3 3）由并联分流和串联分压可知，与左边）由并联分流和串联分压可知，与左边 4 4并联的并联的 4 4等效电阻分到电流为等效电阻分到电流为 4*6/4*6/（4+44+4）=3A=3A，与，与 3 3并联的并联的 6 6电阻分到电流为电阻分到电流为3*3/3*3/（3+63+6）=1A=1A，即为最右端，即为最右端 4 4电阻上的电流电阻上的电流 I I，故故 I=1AI=1A，P P4 4=I=I R=1R=1*4=4W*4=4W。1.6.21.6.2 电路如图电路如图 1.6.61.6.6 所示，请求：所示，请求：（1 1）未接入负）未
20、接入负载电阻载电阻R时，电路的开路电压时，电路的开路电压U；（2 2）RLOOLL2 22 2150k时时的输出电压的输出电压U；（3 3）负载负载R两端发生短路时，两端发生短路时，25k25k的电阻上消耗的电功率的电阻上消耗的电功率P。125k200V75kUORL图图 1.6.61.6.6 思考题思考题 1.6.21.6.2 的电路的电路【解】【解】（1 1）未接入负载电阻）未接入负载电阻R RL L时，时，75k75k与与 25k25k串联分压，故串联分压，故 U UO O=75*200/=75*200/（25+7525+75）=150V=150V（2 2）R RL L=150k=150
21、k时，时，其与其与 7575k k电阻并联后等效电阻并联后等效电阻为电阻为 150*75/150*75/（150+75150+75）=50=50k k，5050k k与与 25k25k串联分压，故串联分压，故 U UO O=50*200/=50*200/（25+5025+50）=133.3V=133.3V（3 3）负载负载 R RL L两端发生短路时，两端发生短路时，电路中电阻只有电路中电阻只有25k25k，其电压为电源电压，其电压为电源电压 200V200V，其消耗的功率，其消耗的功率为为1.6.31.6.3 应用电源的等效变换画出图应用电源的等效变换画出图 1.6.71.6.7（a a）（
22、b b）的等效电流源和图的等效电流源和图 1.6.71.6.7（c c）（d d）的等效电压源。的等效电压源。A10V5 V2AAAAU22002P1.6W13R2510。4B(c)1A3B(d)2B(a)1B(b)图图 1.6.71.6.7 思考题思考题 1.6.31.6.3 的电路的电路【解】【解】由电源的等效变换可知，由电源的等效变换可知，电压源替换为电电压源替换为电流源时电流的大小为流源时电流的大小为 U US S/R/R0 0，内阻大小不变改为，内阻大小不变改为并联；电流源替换为电压源时电压的大小为并联；电流源替换为电压源时电压的大小为I IS SR R0 0，内阻大小不变改为串联。
23、变换时对外产生，内阻大小不变改为串联。变换时对外产生的电压电流方向不变。故等效电源如下图所示。的电压电流方向不变。故等效电源如下图所示。AA5AA8 V3 VA2B(a)5A14BB(b)(c)(d)3B1.7.11.7.1 图图 1.7.21.7.2 所示电路中，共有三个网孔回路。所示电路中，共有三个网孔回路。在运用支路电流法时，在运用支路电流法时，是否可以选取最右边的网是否可以选取最右边的网孔应用基尔霍夫电压定律列写方程？孔应用基尔霍夫电压定律列写方程？【解】【解】不可以。不可以。最右边的网孔回路包含一个电流最右边的网孔回路包含一个电流源，源，它两端的电压是未知数，它两端的电压是未知数，故
24、其回路电压方程故其回路电压方程不能用来求解支路电流。不能用来求解支路电流。在应用支路电压法求解电路时，在应用支路电压法求解电路时，列写回路电压列写回路电压方程需要避开电流源所在支路，方程需要避开电流源所在支路，除非电流源的端除非电流源的端电压已知。电压已知。1.7.21.7.2 请总结支路电流法的解题步骤。请总结支路电流法的解题步骤。【解】支路电流法的解题步骤应为：【解】支路电流法的解题步骤应为：（1 1）根据电路，确定未知数（即待求支路电流）根据电路，确定未知数（即待求支路电流）的个数；的个数；（2 2）应用基尔霍夫电流定律，对节点列写节点）应用基尔霍夫电流定律，对节点列写节点电流方程；电流
25、方程；（3 3）应用基尔霍夫电压定律，对回路列写回路）应用基尔霍夫电压定律，对回路列写回路电压方程；电压方程；（4 4）对（）对（2 2）（3 3）组成的方程组联立求解出各个）组成的方程组联立求解出各个支路电流；支路电流；（5 5）根据各支路电流计算题目要求的各电量。）根据各支路电流计算题目要求的各电量。1.7.31.7.3 在图在图 1.7.71.7.7 的电路中，用节点电压法求的电路中，用节点电压法求 U U1 1、U U2 2、I I1 1，计算两个电流源的功率并判断其产生还，计算两个电流源的功率并判断其产生还是消耗电能。是消耗电能。I115A5U160152U25A图图1.7.71.7
26、.7思考题思考题1.7.31.7.3的电路图的电路图【解】图中共三个节点，故取【解】图中共三个节点，故取3-1=23-1=2 个节点电压个节点电压为未知数，即为未知数，即 U U1 1、U U2 2。UUU由由 KCLKCL，对对 5 5电阻左边的节点，电阻左边的节点，156015111U2 05由由 KCLKCL，对，对 5 5电阻右边的节点，电阻右边的节点，5U2联立求解可得联立求解可得 U U1 1=60V=60V，U U2 2=10V=10VI I1 1=（U U1 1-U-U2 2）/5=/5=（60-1060-10）/5=10A/5=10A2U1U2 0515A15A 电流源，电压
27、电流源，电压 U U1 1与电流方向不一致，故与电流方向不一致，故P=-UI=-60*15=-900WP=-UI=-60*15=-900W 0 0，消耗电能。，消耗电能。1.8.11.8.1 在图在图 1.8.41.8.4（a a）所示的电路中试求流过）所示的电路中试求流过 2 2 电阻上的电流的大小。电阻上的电流的大小。现有如下三种答案，现有如下三种答案，哪一哪一个是正确的？哪一个是错误的？分析得到错误个是正确的？哪一个是错误的？分析得到错误答案的原因。答案的原因。（1 1）根据欧姆定律得）根据欧姆定律得I 12 2 8(A)2I 12 6(A)2(2)(2)根根据据叠叠加加定定理理两两电电
28、源源共共同同作作用用得得(3)(3)根据电源模型的等效变换将电流源和并根据电源模型的等效变换将电流源和并12 4 4(A)2联联 的的 电电 阻阻 转转 换换 成成 电电 压压 源源 如如 图图1.8.4(b)1.8.4(b)所所示示,I I2A12VI24 V212V(a)(b)图图1.8.41.8.4思考题思考题1.8.11.8.1的电路图的电路图【解】根据叠加定理，【解】根据叠加定理，2A2A电流源单独作用时，电流源单独作用时，12V12V电压源应短路，电压源应短路，此时此时2 2电阻被短路，电阻被短路，故电阻故电阻上电流为零。上电流为零。因此因此2 2电阻上的电流即电阻上的电流即12V
29、12V电源单电源单独作用时，产生的电流独作用时，产生的电流I=12/2=6AI=12/2=6A。因此可知，因此可知，第一种答案是正确的。第一种答案是正确的。后两种错误。后两种错误。（2 2）中错误的原因是，电流源单独作用的时）中错误的原因是，电流源单独作用的时候，候，2 2电阻被短路，所以不应加上电阻被短路，所以不应加上2A2A。（3 3）中错误的原因是，电源等效变换时，内）中错误的原因是，电源等效变换时，内阻上的状态是会改变的，阻上的状态是会改变的，所谓等效是对电源外部所谓等效是对电源外部而言，既然想把电流源等效为电压源，则而言，既然想把电流源等效为电压源，则 2 2 电电阻被视作内阻，其电
30、流不再等效。阻被视作内阻，其电流不再等效。1.8.21.8.2 图图 1.8.51.8.5 的电路中，已知的电路中，已知 U US S单独作用时，单独作用时，R R2 2上的电流上的电流 I I=5A=5A，I IS S单独作用时，单独作用时，R R2 2上的电上的电流流 I I=1A=1A。请用叠加原理分析，若图中电路的。请用叠加原理分析，若图中电路的电流源大小变成电流源大小变成 3I3IS S时，时，R R2 2上的电流上的电流 I I 的数值。的数值。R3R1US图图1.8.51.8.5思考题思考题1.8.21.8.2的电路图的电路图IR2IS【解】根据叠加定理，电流源大小变成【解】根据
31、叠加定理，电流源大小变成 3I3IS S时，时，也就是在原来电路的基础上，也就是在原来电路的基础上，再叠加再叠加 2 2 个个 I IS S的作的作用，故用，故 I=II=I+I I+2+2 I I=5+1+2*1=8A=5+1+2*1=8A。1.9.11.9.1 应用戴维宁定理将图应用戴维宁定理将图 1.9.81.9.8 所示电路化为所示电路化为等效电压源。等效电压源。a52+a2A4Ab(a)5V-(b)aba66A6Ab(C)5+4+6V-25V-203Ab(d)图图 1.9.81.9.8 思考题思考题 1.9.11.9.1 的电路图的电路图【解】【解】aERO根据戴维宁定理，根据戴维宁
32、定理，所有有源二端网络都可以被所有有源二端网络都可以被b等效为如上图的电压源。等效为如上图的电压源。（a a）abab 开路时的开路电压开路时的开路电压 U Uabab与与 2 2电阻上的电阻上的电流方向不一致，故电流方向不一致，故 E=UE=Uabab=-4*2=-8V=-4*2=-8V电流源不作用时电流源不作用时 abab 间的等效电阻即为间的等效电阻即为 R R0 0=2=2。（b b）E=UE=Uabab=5*2+5=15V=5*2+5=15V，R R0 0=5=5。（c c）E=UE=Uabab=6*6+6=42V=6*6+6=42V，R R0 0=6=6。（d d）由由 节节 点点
33、 电电 压压 法法25UabUab3 0520，故故E=UE=Uabab=32V=32V，电压源与电流源都不作用时，电压源与电流源都不作用时，5 5与与2020并联，在与并联，在与 4 4串联，即为等效电阻串联，即为等效电阻 R R0 0，故，故R05204 80 0520R R=6=6。1.9.21.9.2 用诺顿定理将图用诺顿定理将图 1.9.81.9.8（a a）（d d）所示电路）所示电路化为等效电流源。化为等效电流源。【解】【解】aISRO根据诺顿定理，根据诺顿定理，所有有源二端网络都可以被等所有有源二端网络都可以被等b效为如上图的电流源。效为如上图的电流源。（a a）abab 短路
34、时的短路时，短路时的短路时，2 2电阻被短路无电阻被短路无电流流过，故电流源电流都从电流流过，故电流源电流都从 abab 之间的导线流之间的导线流过，即过，即 I IS S=2A=2A。（d d）设节点电压即）设节点电压即 2020电阻电压为电阻电压为 U U，上正，上正下负下负UUU3 0，故故 U=16VU=16V，由由节节点点电电压压法法255204I IS S=U/4=16/4=4A=U/4=16/4=4A。内阻计算同题内阻计算同题 1.9.11.9.1。1.9.31.9.3 用上题用上题 1.9.11.9.1 中求出的开路电压中求出的开路电压 U Uabab，除以，除以1.9.21.
35、9.2 中求出的短路电流中求出的短路电流 I IS S，得到的电阻是否与，得到的电阻是否与等效电源中的内阻相等，试分析其原因。等效电源中的内阻相等，试分析其原因。【解】【解】（a a）U Uabab/I/IS S=4/2=2=4/2=2，与所得，与所得 R R0 0相等；相等；（d d）U Uabab/I/IS S=32/4=8=32/4=8，与所得，与所得 R R0 0相等；相等；由电源的等效变换可知，电压源和电流源要对由电源的等效变换可知，电压源和电流源要对abab 之间产生相等的效果，之间产生相等的效果，就必须满足就必须满足 U Uabab=I=IS S*R*R0 0习题习题1.2.11
36、.2.1在图在图 1.011.01 中，中，A A、B B 两个电路模块，电流两个电路模块，电流和电压的参考方向如图中所示，和电压的参考方向如图中所示，请计算下列情况请计算下列情况下，联接线路上传输的电功率，并判断下，联接线路上传输的电功率，并判断A A、B B 模模块中哪个产生电能，哪个消耗电能？块中哪个产生电能，哪个消耗电能？（1 1）I=5AI=5A，U=120VU=120V；（2 2）I=-8AI=-8A，U=250VU=250V；（2 2）I=16AI=16A，U=-150VU=-150V；（2 2）I=-10AI=-10A，U=-480VU=-480V。I图图 1.011.01 习
37、题习题 1.2.11.2.1 的电路图的电路图【解】在模块【解】在模块 A A，电压与电流参考方向不一致，电压与电流参考方向不一致，故故 P=-UIP=-UI；在模块在模块 B B，电压与电流参考方向一致，电压与电流参考方向一致，故故 P=UIP=UI。显然。显然A A 与与 B B 的功率大小相等，一个产的功率大小相等，一个产AUB生电能，另一个就消耗电能。下面均以模块生电能，另一个就消耗电能。下面均以模块A A计算电功率：计算电功率：（1 1）P=-UI=-5*120=-600WP=-UI=-5*120=-600W 0 0，A A 消耗电能，消耗电能，B B 产生电能；产生电能；（1 1）
38、P=-UI=-16*(-150)=2400WP=-UI=-16*(-150)=2400W 0 0，A A 消耗电能，消耗电能，B B 产生电能；产生电能；（1 1）P=-UI=-(-10)*(-480)=-4800WP=-UI=-(-10)*(-480)=-4800W 0 0，A A 消耗电能将之转化为消耗电能将之转化为化学能储存起来，可知汽车化学能储存起来，可知汽车 A A 没电了。没电了。（2 2）W=PT=360*60=21600JW=PT=360*60=21600J，1 1 分钟共有分钟共有 2160021600焦耳的电能被传输到没电的电池里。焦耳的电能被传输到没电的电池里。1.2.3
39、1.2.3在图在图 1.031.03 中，六个电路元件中，六个电路元件 a af f 的电流的电流和电压参考方向如图所示，和电压参考方向如图所示，数值见表数值见表 1.011.01，判断判断电路中哪几个元件产生电能，电路中哪几个元件产生电能，计算产生电能的总计算产生电能的总功率。功率。UaaIaUddUccIdIffUfUbbIbIcUeeIe图图 1.031.03 习题习题 1.2.31.2.3 的电路图的电路图表表 1.011.01 习题习题 1.2.31.2.3 的电压电流数据的电压电流数据元件元件电压电压/V/V电流电流/A/Aa ab bc cd de ef f-18-18-18-1
40、82 2202016163636-51-514545-6-6-20-20-14-143131【解】元件【解】元件 a a，电流与电压参考方向不一致，电流与电压参考方向不一致，P Pa a=-U=-Ua aI Ia a=-(-18)*(-51)=-918W=-(-18)*(-51)=-918W 0 0，a a 产生电能。产生电能。元元 件件b b，电电 流流 与与 电电 压压 参参 考考 方方 向向 一一 致致，P Pb b=U=Ub bI Ib b=(-18)*(45)=-810W=(-18)*(45)=-810W 0 0，b b 产生电能。产生电能。元元 件件c c，电电 流流 与与 电电
41、压压 参参 考考 方方 向向 一一 致致，P Pc c=U=Uc cI Ic c=2*(-6)=-12W=2*(-6)=-12W 0 0，d d 消耗电能。消耗电能。元元 件件 e e，电电 流流 与与 电电 压压 参参 考考 方方 向向 不不 一一 致致，P Pe e=-U=-Ue eI Ie e=-16*(-14)=224W=-16*(-14)=224W 0 0，e e 消耗电能。消耗电能。元元 件件f f，电电 流流 与与 电电 压压 参参 考考 方方 向向 一一 致致，P Pf f=U=Uf fI If f=36*31=1116W=36*31=1116W 0 0，f f 消耗电能。消耗
42、电能。故故 元元 件件 a a、b b、c c 产产 生生 电电 能能，总总 功功 率率 P=P=P Pa a+Pb+Pc=-918-810-12=-1740W+Pb+Pc=-918-810-12=-1740W。1.3.11.3.1 在图在图 1.041.04 所示电路中，请根据欧姆定律分所示电路中，请根据欧姆定律分析：析：（1 1）如果）如果 U US S=1kV=1kV，I I=5mA=5mA，求电阻，求电阻 R RL L及其消及其消耗的功率；耗的功率；（2 2）如果如果 R RL L=300=300，R RL L消耗的功率为消耗的功率为 480mW480mW，求电流求电流 I I 和和
43、U US S。IUSRL图图 1.041.04 习题习题 1.3.11.3.1 的电路图的电路图【解】电阻上电压与电流方向一致，故【解】电阻上电压与电流方向一致，故U US S=IRIRL L。（1 1）R RL L=U US S/I I=1000/0.005=200k=1000/0.005=200k，P P=U US SI I=1000*0.005=5W=1000*0.005=5W；（2 2）由由 电电 阻阻 上上 的的 功功 率率 计计 算算 式式P P=I I2 2R R，I P480103 4mARL300。U US S=IRIR=0.016*300=4.8V=0.016*300=4.
44、8V1.3.21.3.2 在图在图 1.051.05 所示电路中，请根据欧姆定律分所示电路中，请根据欧姆定律分析：析：（1 1）如果）如果I IS S=0.5A=0.5A，R RL L=20=20，求电压，求电压U U 和电源和电源产生的功率产生的功率 P PS S；（2 2）如果）如果 R RL L=5k=5k，R RL L消耗的功率为消耗的功率为 8W8W，求，求I IS S和和 U U。图图 1.051.05 习题习题 1.3.21.3.2 的电路图的电路图【解解】电电阻阻上上电电压压与与电电流流方方向向不不一一致致，故故U U=-=-I IS SR RL L。（1 1）U U=-=-I
45、 IS SR RL L=-0.5*20=-10V=-0.5*20=-10V，电源上电压与电流电源上电压与电流方向一致，故方向一致，故P PS S=UIUIS S=(-10)*0.5=-5W=(-10)*0.5=-5W；（2 2）由由 电电 阻阻 上上 的的 功功 率率 计计 算算 式式P P=I I2 2R R，ISP8 40mARL5103ISURL。U U=-=-I IS SR RL L=-0.04*5000=-200V=-0.04*5000=-200V。1.3.31.3.3 在图在图 1.061.06 所示的电路中，求所示的电路中，求 U U，I I，根据功，根据功率平衡分析电压源和电流
46、源产生还是吸收电能。率平衡分析电压源和电流源产生还是吸收电能。I10V1A1A10V55U图图 1.061.06 习题习题 1.3.31.3.3 的电路图的电路图(a)(b)IU【解】【解】（a a）电阻上电流与电流源相同，故）电阻上电流与电流源相同，故I=1AI=1A，方向与方向与 U U 一致，由欧姆定律一致，由欧姆定律U IR 155V；10V10V 电电 压压 源源 上上 电电 流流 与与 电电 流流 方方 向向 一一 致致，故故P=UI=10*1=10WP=UI=10*1=10W 0 0，故吸收电能。，故吸收电能。由于电阻是消耗电能的，故根据功率平衡，由于电阻是消耗电能的，故根据功率
47、平衡，1A1A电流源产生电能。电流源产生电能。（b b）电阻上电压与电压源相同，故）电阻上电压与电压源相同，故U=10VU=10V，方，方10向与向与 I I 一致，由欧姆定律一致，由欧姆定律I U 2A。R51A1A 电电流流源源上上电电流流与与电电压压方方向向不不一一致致，故故P P1A1A=-UI=-10*1=-10W=-UI=-10*1=-10W 0 0，故产生电能。，故产生电能。电阻上消耗的电能电阻上消耗的电能 P=IP=I2 2R=2R=22 2*5=20W*5=20W，根据功率，根据功率平衡平衡 P P10V10V=-10W=-10W，故产生电能。，故产生电能。1.4.11.4.
48、1 一个一个 4W4W，100100的电阻允许通过的电流不的电阻允许通过的电流不应超过多少？应超过多少？【解】【解】由由 P P=I I2 2R R，可知可知INPN4 0.2AR100，故允许通故允许通过的电流不应超过过的电流不应超过 0.2A0.2A。1.4.21.4.2要将要将6V 50mA6V 50mA的灯泡接在的灯泡接在 12V12V的直流电源的直流电源上，在图上，在图 1.071.07 所示的两个电路中，哪个连接电所示的两个电路中，哪个连接电路灯泡能够正常发光？请分析其原因。路灯泡能够正常发光？请分析其原因。12012012V12V120(a)(b)图图 1.071.07 习题习题
49、 1.4.21.4.2 的电路图的电路图【解解】由由U U=IRIR，可可 知知 灯灯 泡泡 的的 电电 阻阻R R=U UN N/I IN N=6/0.05=120=6/0.05=120。图（图（a a）中，）中，120120与灯泡与灯泡 120120串联，总电阻为串联，总电阻为120+120=240120+120=240，电流为，电流为 12/240=0.05A12/240=0.05A，灯泡上，灯泡上的电压为的电压为 120*12/240=6V120*12/240=6V，电流电压均符合额定，电流电压均符合额定值，因此灯泡能正常发光。值，因此灯泡能正常发光。图（图（b b）中，下方的）中，下
50、方的 120120与灯泡与灯泡 120120并联后，并联后，电阻为电阻为 120*120/(120+120)=60120*120/(120+120)=60,再与上方再与上方 120120的电阻串联，总电阻为的电阻串联，总电阻为 120+60=180120+60=180，灯泡，灯泡上的电压为上的电压为 60*12/180=4V60*12/180=4V，不符合额定电压，不符合额定电压，因此灯泡不能正常发光。因此灯泡不能正常发光。1.4.31.4.3 求图求图 1.081.08 所示电路所示电路 A A 点的电位。点的电位。图图 1.081.08 习题习题 1.4.21.4.2 的电路图的电路图【解