電工學(xué)試題庫和試題及答案-

1、1. 任何一個完整的電路都必須有電源、負載和中間環(huán)節(jié)3個基本部分組成。具有單一電磁特性的電路元件稱為理想電路元件，由它們組成的電路稱為電路模型。電路的作用是對電能進行傳輸、分配和轉(zhuǎn)換；對電信號進行傳遞、存儲和處理。2. 反映實際電路器件耗能電磁特性的理想電路元件是電阻元件；反映實際電路器件儲存磁場能量特性的理想電路元件是電感元件；反映實際電路器件儲存電場能量特性的理想電路元件是電容元件，它們都是無源二端元件。3. 電路有通路、開路和短路三種工作狀態(tài)。當(dāng)電路中電流、端電壓U0時，此種狀態(tài)稱作短路，這種情況下電源產(chǎn)生的功率全部消耗在內(nèi)阻上。4.從耗能的觀點來講，電阻元件為耗能元件；電感和電容元件為

2、儲能元件。5. 電路圖上標示的電流、電壓方向稱為參考方向，假定某元件是負載時，該元件兩端的電壓和通過元件的電流方向應(yīng)為關(guān)聯(lián)參考方向。一、 判斷題：1. 理想電流源輸出恒定的電流，其輸出端電壓由內(nèi)電阻決定。 （錯）2. 電阻、電流和電壓都是電路中的基本物理量。 （錯）3. 電壓是產(chǎn)生電流的根本原因。因此電路中有電壓必有電流。 （錯）4. 絕緣體兩端的電壓無論再高，都不可能通過電流。 （錯）三、選擇題：（每小題2分，共30分）1. 當(dāng)元件兩端電壓與通過元件的電流取關(guān)聯(lián)參考方向時，即為假設(shè)該元件（A）功率；當(dāng)元件兩端電壓與通過電流取非關(guān)聯(lián)參考方向時，即為假設(shè)該元件（B）功率。A、吸收； B、發(fā)出。2

3、. 一個輸出電壓幾乎不變的設(shè)備有載運行，當(dāng)負載增大時，是指（C）A、負載電阻增大； B、負載電阻減?。?C、電源輸出的電流增大。3. 當(dāng)電流源開路時，該電流源內(nèi)部（C）A、有電流，有功率損耗； B、無電流，無功率損耗； C、有電流，無功率損耗。4. 某電阻元件的額定數(shù)據(jù)為“1K、”，正常使用時允許流過的最大電流為（A）A、50mA； B、； C、250mA。四、計算題已知電路如題1.1所示，試計算a、b兩端的電阻。解: (1)在求解電阻網(wǎng)絡(luò)的等效電阻時，應(yīng)先將電路化簡并轉(zhuǎn)化為常規(guī)的直流電路。該電路可等效化為：(b)先將電路圖化簡,并轉(zhuǎn)化為常規(guī)直流電路。 就本題而言,仔細分析發(fā)現(xiàn)25和5電阻被短

4、路,則原圖可化為:I1和I2；解：本題所涉及的基本定律就是基爾霍夫電流定律?；鶢柣舴螂娏鞫蓪﹄娐分械娜我饨Y(jié)點適用，對電路中的任何封閉面也適用。本題就是KCL對封閉面的應(yīng)用。對于節(jié)點a有:I1+2-7=0對封閉面有:I1+I2+2=0解得: I1=7-2=5(A) , I2=-5-2=-7(A)有一盞“220V 60W”的電燈接到。（1）試求電燈的電阻；（2）當(dāng)接到220V電壓下工作時的電流；（3）如果每晚用三小時，問一個月（按30天計算）用多少電？解: 由題意:根據(jù) R=U2/P 得：電燈電阻 R=U2/P=2202/60=807()根據(jù) I=U/R或P=UI得:I=P/U(A)由 W=PT

5、 得W=60×60×60×3×30×102 (J)在實際生活中，電量常以“度”為單位，即“千瓦時”。對60W的電燈，每天使用3小時，一個月(30天)的用電量為:W=60/1000×3×(KWH)U1、U2和U3。解:根據(jù)基爾霍夫電壓定律，沿任意回路繞行一周，回路中各元件上電壓的代數(shù)和等于零。則對abcka回路: 2-U2-2=0U2=0對cdpkc回路：-4-U1+U2=0U1=-4(V)對 eghce回路：-U3-10+5+U2=0U3=-5(V)1.5 已知電路如圖1.4所示，其中E1=15V，E2=65V，R1=5，R

6、2=R3=10。試用支路電流法求R1、R2和R3三個電阻上的電壓。解：在電路圖上標出各支路電流的參考方向，如圖所示，選取繞行方向。應(yīng)用KCL和KVL列方程如下代入已知數(shù)據(jù)得解方程可得I1=-7/4（A），I233/8（A），I319/8（A）。三個電阻上的電壓電流方向選取一至，則三個電阻上的電壓分別為：U1=I1R1=-=-35/4（V）U2=I2R2=165/4（V）U3=I3R3=38/4（V）1.6 試用支路電流法，求圖所示電路中的電流I1、I2、 I3、I4和I5。（只列方程不求解）解：在電路圖上標出各支路電流的參考方向，如圖所示，三回路均選取順時針繞行方向。應(yīng)用KCL和KVL列方程如

7、下如給定參數(shù)，代入已知，聯(lián)立方程求解即可得到各支路電流。試用支路電流法，求圖電路中的電流I3。解：此圖中有3支路，2節(jié)點，但有一支路為已知，所以只需列兩個方程即可。外回路選取順時針繞行方向。應(yīng)用KCL和KVL列方程如下I2=5（A）所以：I1=-2（A），I3=3（A）1.8 應(yīng)用等效電源的變換，化簡圖所示的各電路。解：試用電源等效變換的方法，求圖中的電流I。解：利用電源等效變換解題過程如下：由分流公式可得：I=5(A)1.10 試計算題1.9圖中的電流I。解： 由于題目中沒有要求解題方法，所以此題可用電壓源與電流源等效變換、支路電流法、疊加原理、戴維南定理等方法進行求解，下面用戴維南定理求解

8、。（1）先計算開路電壓，并將電流源化成電壓源，如下圖。(A)UOC=-2+12-6×2/3=6(V)（2）再求等效電阻Rab將恒壓源和恒流源除去，得電路如圖。()（3）由戴維南定理可知，有源二端網(wǎng)絡(luò)等效為一個電壓源，如圖。(A)1.11 已知電路如圖所示。試應(yīng)用疊加原理計算支路電流I和電流源的電壓U。解：（1）先計算18V電壓源單獨作用時的電流和電壓，電路如圖所示。(A)(V)（2）再計算6A電流源單獨作用時的電流和電壓，電路如圖所示。(A)(V)（3）兩電源同時作用的電流和電壓為電源分別作用時的疊加。(A)(V)1.12 電路圖1.11所示，試應(yīng)用疊加原理，求電路中的電流I1、I2

9、及36電阻消耗的電功率P。解：（1）先計算90V電壓源單獨作用時的電流和電壓，電路如圖所示。（A）（A）（A）（2）再計算60V電壓源單獨作用時的電流和電壓，電路如圖所示。（A）（A）（A）（3）兩電源同時作用的電流和電壓為電源分別作用時的疊加。（A）（A）（A）（4）36電阻消耗的電功率為（W）1.13 電路如圖1.8所示，試應(yīng)用戴維南定理，求圖中的電流I解：（1）先計算開路電壓，并將12A、6電流源化成電壓源，如下圖。由于此電路仍為復(fù)雜電路，因此求開路電壓仍可用所有分析計算方法計算，現(xiàn)用支路電流法進行求解，設(shè)各支路電流及參考方向如圖所示。由KCL和KVL得：解得：I1=8/9（A），I24

10、/9（A），I3-4/3（A）（V）（2）再求等效電阻Rab將恒壓源和恒流源除去，得電路如圖。（）（3）由戴維南定理可知，有源二端網(wǎng)絡(luò)等效為一個電壓源，如圖。(A)1.14 電路如圖1.12所示，試應(yīng)用戴維南定理，求圖中的電流I。解：（1）先計算開路電壓，并將3A、6電流源化成電壓源，如下圖。由于此電路仍為復(fù)雜電路，因此求開路電壓仍可用所有分析計算方法計算，現(xiàn)用支路電流法進行求解，設(shè)各支路電流及參考方向如圖所示。由KCL和KVL得：解得：I1=4/3（A），I2-1/2（A），I35/6（A）（V）（2）再求等效電阻Rab將恒壓源除去，得電路如圖。Rab=4612=2()（3）由戴維南定理可知

11、，有源二端網(wǎng)絡(luò)等效為一個電壓源，如圖。(A)1.15 電路如圖1.11所示，試應(yīng)用戴維南定理，求圖中的電壓U。解：（1）先計算開路電壓，如下圖。UOC=-1×16+1=-15(V)（2）再求等效電阻Rab將恒壓源和恒流源除去，得電路如圖。Rab=1()（3）由戴維南定理可知，有源二端網(wǎng)絡(luò)等效為一個電壓源，如圖。(A)U=4I=4×()=-12(V)1.16 電路如圖1.11所示，如果I3=1A，試應(yīng)用戴維南定理，求圖中的電阻R3。解：（1）先計算開路電壓，如下圖。(A)(V)（2）再求等效電阻RAB將恒壓源除去，得電路如圖。()（3）由戴維南定理可知，有源二端網(wǎng)絡(luò)等效為一個

12、電壓源，如圖。當(dāng)I3=1A時，則所以R3=80-4=76（）電路如圖1.14所示，已知15歐電阻的電壓降為30V，極性如圖1.14所示。試計算電路中R的大小和B點的電位。解：設(shè)R電阻上的電壓和電流如圖所示。由KCL可知I2=2+5=7(A) ，I=I2-2-3=2（A）， (A)由KVL得，（繞行方向選順時針方向）U-100+30+5I2=0U=100-30-35=35 (V)（）1.18 試計算圖1.15中的A點的電位：（1）開關(guān)S打開；（2）開關(guān)S閉合。解：（1）當(dāng)開關(guān)S打開時，將電位標注的電路復(fù)原為一般電路，如圖（a）所示。由KVL得(3+3.9+20)×I=12+12I(mA

13、)UA=-20I(V)（2）當(dāng)開關(guān)S閉合時，將電位標注的電路復(fù)原為一般電路，如圖（b）所示。由KVL得(3.9+20)×I=12I(mA)UA=-20I(V)第二章 正弦交流電路 習(xí)題參考答案一、填空題：1. 表征正弦交流電振蕩幅度的量是它的最大值；表征正弦交流電隨時間變化快慢程度的量是角頻率；表征正弦交流電起始位置時的量稱為它的初相。三者稱為正弦量的三要素。2. 電阻元件上任一瞬間的電壓電流關(guān)系可表示為u =iR；電感元件上任一瞬間的電壓電流關(guān)系可以表示為；電容元件上任一瞬間的電壓電流關(guān)系可以表示為。由上述三個關(guān)系式可得，電阻元件為即時元件；電感和電容元件為動態(tài)元件。3. 在RLC

14、串聯(lián)電路中，已知電流為5A，電阻為30，感抗為40，容抗為80，那么電路的阻抗為50，該電路為容性電路。電路中吸收的有功功率為450W，吸收的無功功率又為600var。二、 判斷題：1. 正弦量的三要素是指最大值、角頻率和相位。 （錯）2. 電感元件的正弦交流電路中，消耗的有功功率等于零。 （對）3. 因為正弦量可以用相量來表示，所以說相量就是正弦量。 （錯）4. 電壓三角形是相量圖，阻抗三角形也是相量圖。 （錯）5. 正弦交流電路的視在功率等于有功功率和無功功率之和。 （錯）6. 一個實際的電感線圈，在任何情況下呈現(xiàn)的電特性都是感性。 （錯）7. 串接在正弦交流電路中的功率表，測量的是交流電

15、路的有功功率。 （錯）8. 正弦交流電路的頻率越高，阻抗越大；頻率越低，阻抗越小。 （錯）三、選擇題：1. 某正弦電壓有效值為380V，頻率為50Hz，計時始數(shù)值等于380V，其瞬時值表達式為（ B ）A、V；B、V；C、V。2. 一個電熱器，接在10V的直流電源上，產(chǎn)生的功率為P。把它改接在正弦交流電源上，使其產(chǎn)生的功率為P/2，則正弦交流電源電壓的最大值為（ D ）A、7.07V； B、5V； C、14V； D、10V。3. 提高供電電路的功率因數(shù)，下列說法正確的是（ D ）A、減少了用電設(shè)備中無用的無功功率； B、減少了用電設(shè)備的有功功率，提高了電源設(shè)備的容量；C、可以節(jié)省電能； D、可

16、提高電源設(shè)備的利用率并減小輸電線路中的功率損耗。4. 已知A，A，則（C）A、i1超前i260°； B、i1滯后i260°； C、相位差無法判斷。5. 電容元件的正弦交流電路中，電壓有效值不變，頻率增大時，電路中電流將（A）A、增大； B、減?。?C、不變。6. 在RL串聯(lián)電路中，UR=16V，UL=12V，則總電壓為（B）A、28V； B、20V； C、2V。7. RLC串聯(lián)電路在f0時發(fā)生諧振，當(dāng)頻率增加到2f0時，電路性質(zhì)呈（B）A、電阻性； B、電感性； C、電容性。8. 正弦交流電路的視在功率是表征該電路的（A）A、電壓有效值與電流有效值乘積； B、平均功率； C

17、、瞬時功率最大值。四、計算題2.1 把下列正弦量的時間函數(shù)用相量表示：(1) u10sin314t伏 (2) i5sin(314t60º)安解：(1)=10/0º(V) (2)=5/60º =5/180º60º=5/120º (A)2.2 已知工頻正弦電壓uab的最大值為311V，初相位為60°，其有效值為多少？寫出其瞬時值表達式；當(dāng)t=0.0025S時，Uab的值為多少？解：有效值(V) 瞬時值表達式為 (V)當(dāng)t=0.0025S時，(V)2.3 用下列各式表示RC串聯(lián)電路中的電壓、電流，哪些是對的，哪些是錯的？（1） i

18、= （2） I= （3） = （4） I=（5） U=UR+UC （6） =+ （7）=j （8）= j解：在R、C串聯(lián)電路中，總阻抗而 所以 （1）、（2）、（3）、（5）、（7）、（8）均是錯的，（4）、（6）是對的。2.4 圖2.1中，U1=40V，U2=30V，i=10sin314t A，則U為多少？并寫出其瞬時值表達式。解：由電路圖可知，電壓u1與電流i同方向，而電壓u2超前電流i90º，所以(V)電壓u超前電流i的電度角(V)2.5 圖2.2所示電路中，已知u100sin(314t+30º)伏，i22.36sin(314tº)安， i210sin(31

19、4tº)安，試求： i1、Z1、Z2并說明Z1、Z2的性質(zhì)，繪出相量圖。解：由題知，(A) (A) (V) 所以(A)即(A)()()Z1為感性負載，Z2為容性負載。圖2.3所示電路中，XC=XL=R，并已知電流表A1的讀數(shù)為3A，試問A2和A3的讀數(shù)為多少？解：由圖可以看出，電容與電感并聯(lián)連接，由于電容電流落后兩端電壓900，而電感電流超前兩端電壓900，因為XC=XL，所以通過電容的電流與通過電感的電流大小相等，方向相反，故而電流表A2的讀數(shù)為0A。由上分析可知，電壓u的有效值為3R，故電感兩端電壓亦為3R。因為XL=R，所以電流表A3的讀數(shù)為3A。2.7 有一R、L、C串聯(lián)的交

20、流電路，已知R=XL=XC=10，I=1A，試求電壓U、UR、UL、UC和電路總阻抗。解：(V)(V)(V)()(V)2.8 電路如圖2.4所示，已知=2rad/s，求電路的總阻抗Zab。解：=2rad/s()()()2.9 電路如圖2.5所示，已知R=20，=10/0ºA，XL=10，的有效值為200V，求XC。解： 由題意可知：(V) (A)(A)(V)(V) 又因U1=200故有 則得： XC=5.36()，或XC=74.6()2.10 圖2.6所示電路中，uS=10sin314tV，R1=2，R2=1，L=637mH，C=637F，求電流i1， i2和電壓uc。解：=314r

21、ad/s （）（）（）（）(A)(V)(A)則 i1=1.816sin(314t°)(A)i2=1.86sin(314t°)(A)uc=9.32sin(314t°)(V) 圖2.7所示電路中，已知電源電壓U=12V，=2000rad/s，求電流I、I1。解：當(dāng)=2000rad/時s（）（）（）（）(A)(V)(A)2.12 圖所示電路中，已知R140，XL=30，R260，Xc60，接至220V的電源上試求各支路電流及總的有功功率、無功功率和功率因數(shù)。解：設(shè)(V)則 (A) 同理 (A) (A)(KW)(Var)2.13 圖2.9所示電路中，求：(1)AB間的等效

22、阻抗ZAB；(2)電壓相量AF和DF；(3)整個電路的有功功率和無功功率。解：(A)(V)(V)(A)(V)(W)(Var)2.14 今有一個40W的日光燈，使用時燈管與鎮(zhèn)流器(可近似把鎮(zhèn)流器看作純電感)串聯(lián)在電壓為220V，頻率為50Hz的電源上。已知燈管工作時屬于純電阻負載，燈管兩端的電壓等于110V，試求鎮(zhèn)流器上的感抗和電感。這時電路的功率因數(shù)等于多少？解：P=40W UR=110(V) =314rad/s(A)(V)()(H)由于燈管與鎮(zhèn)流器是串聯(lián)的，所以第3章 三相交流電路習(xí)題參考答案二、 填空題：1. 對稱三相負載作Y接，接在380V的三相四線制電源上。此時負載端的相電壓等于倍的線

23、電壓；相電流等于1倍的線電流；中線電流等于0。2. 有一對稱三相負載成星形聯(lián)接，每相阻抗均為22，功率因數(shù)為0.8，又測出負載中的電流為10A，那么三相電路的有功功率為5280W；無功功率為3960var；視在功率為6600VA。假如負載為感性設(shè)備，則等效電阻是；等效電感量為(工頻下)42mH。三、 判斷題：1. 中線的作用就是使不對稱Y接負載的端電壓保持對稱。 （對 ）2. 三相電路的有功功率，在任何情況下都可以用二瓦計法進行測量。 （錯 ）3. 三相負載作三角形聯(lián)接時，總有成立。 （錯 ）4. 負載作星形聯(lián)接時，必有線電流等于相電流。 （對）5. 三相不對稱負載越接近對稱，中線上通過的電流

24、就越小。 （對）6. 中線不允許斷開。因此不能安裝保險絲和開關(guān)，并且中線截面比火線粗。（錯）三、選擇題：1. 三相對稱電路是指（ C ）A、 三相電源對稱的電路； B、三相負載對稱的電路； C、三相電源和三相負載均對稱的電路。2. 三相四線制供電線路，已知作星形聯(lián)接的三相負載中U相為純電阻，V相為純電感，W相為純電容，通過三相負載的電流均為10安培，則中線電流為（ C ）A、30安； B、10安； C、27.32安。3. 有“220V、100W”“220V、25W”白熾燈兩盞，串聯(lián)后接入220V交流電源，其亮度情況是（ B ）A、100W燈泡最亮； B、25W燈泡最亮； C、兩只燈泡一樣亮。四

25、、計算題3-1一臺三相交流電動機，定子繞組星形連接于UL=380V的對稱三相電源上，其線電流IL=2.2A，cos=0.8，試求每相繞組的阻抗Z。解：先由題意畫出電路圖（如下圖），以幫助我們思考。因三相交流電動機是對稱負載，因此可選一相進行計算。三相負載作星接時由于UL=380(V)，IL=2.2(A)則 UP=220(V), Ip=2.2(A),（）由阻抗三角形得（）（）所以 Z=80+j60（）3-2已知對稱三相交流電路，每相負載的電阻為R=8，感抗為XL=6。（1）設(shè)電源電壓為UL=380V，求負載星形連接時的相電流、相電壓和線電流，并畫相量圖；（2）設(shè)電源電壓為UL=220V，求負載三

26、角形連接時的相電流、相電壓和線電流，并畫相量圖；（3）設(shè)電源電壓為UL=380V，求負載三角形連接時的相電流、相電壓和線電流，并畫相量圖。解：由題意：（1）負載作星接時因V，則（V）設(shè)（V）因相電流即線電流，其大小為：(A)(A)(A)此時的相量圖略。 （2）負載作三角形連接時因V，則（V）設(shè)則相電流 （A）（A）（A）線電流 （A）（A）（A）此時的相量圖略。（3）負載作三角形連接時因V，則（V）設(shè)則相電流 （A）（A）（A）線電流 （A）（A）（A）此時的相量圖略。3-3已知電路如下圖所示。電源電壓UL=380V，每相負載的阻抗為RXLXC10。（1）該三相負載能否稱為對稱負載？為什么？（

27、2）計算中線電流和各相電流，畫出相量圖；（3）求三相總功率。解：（1）三相負載不能稱為對稱負載，因為三相負載的阻抗性質(zhì)不同，其阻抗角也不相同。故不能稱為對稱負載。（2） （V） 則 （V）設(shè)（V）則（V），（V）（A）（A）（A）所以： =（A） (3)由于B相負載為電容，C相負載為電感，其有功功率為 0， 故三相總功率即 A相電阻性負載的有功功率。 即 （W）=4.84(KW)3-4. 電路如圖所示的三相四線制電路，三相負載連接成星形，已知電源線電壓380V，負載電阻Ra11，Rb=Rc=22，試求：（1）負載的各相電壓、相電流、線電流和三相總功率；（2）中線斷開，A相又短路時的各相電流和線電流；（3）中線斷開，A相斷開時的各線電流和相電流。解：（1）（V） 則 （V）設(shè)（V）則（V），（V）（A）（A）（A）所以： =（A）（2）中線斷開，A相又短路時的電路如圖所示；此時RB、RC上的電壓為電源線電壓，（A）（A）（3）中線斷開，A相斷開時的電路如圖所示，此時RB、RC二負載串聯(lián)后的電壓為電源線電壓，（A）3-5.三相