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电路与模拟电子技术-习题解答 第1章 电 阻 电 路 1.1 正弦交流电 交流电 1.2 电流 电压 功率 1.3 电压 电流 功率 1.4 幅值 相位 频率 1.5 幅值 相位 频率 1.6 1.7 相电压 线电压 220V 380V 1.8 星型 三角形 1.9 3 1.10 超前 滞后 同相 1.11 1.12——1.25 F F T T F F T F F T T F T T 1.26 答：（1） 固定电阻器可分为碳膜电阻器、金属氧化膜电阻器、金属膜电阻器、线绕电阻器和贴片式电阻器等。 ① 碳膜电阻器：碳膜电阻器以碳膜作为电阻材料，在小圆柱形的陶瓷绝缘基体上，利用浸渍或真空蒸发形成结晶的电阻膜（碳膜）。电阻值的调整和确定通过在碳膜上刻螺纹槽来实现； ② 金属氧化膜电阻器：金属氧化膜电阻器的电感很小，与同样体积的碳膜电阻器相比，其额定负荷大大提高。但阻值范围小，通常在200Kω以下； ③ 金属膜电阻器：金属膜电阻器的工作稳定性高，噪声低，但成本较高，通常在精度要求较高的场合使用； ④ 线绕电阻器：线绕电阻器与额定功率相同的薄膜电阻相比，具有体积小的优点 ⑤ 贴片式电阻器：贴片式电阻器的端面利用自动焊接技术，直接焊到线路板上。这种不需引脚的焊接方法有许多优点，如重量轻、电路板尺寸小、易于实现自动装配等。 （2） 电位器根据电阻体的材料分有：合成碳膜电位器、金属陶瓷电位器、线绕电位器、实心电位器等 ① 合成碳膜电位器：分辨率高、阻值范围大，滑动噪声大、耐热耐湿性不好； ② 金属陶瓷电位器：具有阻值范围大，体积小和可调精度高（±0.01%）等特点； ③ 线绕式电位器：线绕式电位器属于功率型电阻器，具有噪声低、温度特性好、额定负荷大等特点，主要用于各种低频电路的电压或电流调整； ④ 微调电位器：微调电位器一般用于阻值不需频繁调节的场合，通常由专业人员完成调试，用户不可随便调节。 ⑤ 贴片式电位器：贴片式电位器的负荷能力较小，一般用于通信、家电等电子产品中。 1.27 解：由公式 可知 最大电压为 34.28 V 最大电流为 0.0073 A 1.28 解： 电阻阻值为56×102（1±5%）＝5.6（1±5%）kΩ 电阻阻值为10（1±5%）＝10（1±5%）Ω 1.29 解：由图可知： a点的电位高 1.30 解： （1）开关S断开时，该电路是断路，Uab＝12V，Ubc＝0V，I＝0A （2）开关S闭合时，该电路是通路，Uab＝ 0V，Ubc＝11.2V，I＝2A 1.31 解：当开关S断开时，测得的开路电压即是电源电动势E＝12V， 当开关S闭合时， mA，解得RS＝0.84 Ω 1.32 解：（2）U1、U2是电源，U3、U4、U5是负载； （3）U1的功率是P1=140×（－4）＝－560 W U2的功率是P2＝－90×6＝－540 W U3的功率是P3＝60×10＝600 W U4的功率是P4＝－80×（－4）＝320 W U5的功率是P5＝30×6＝180 W 电源发出的功率是P发＝1100 W，负载吸收的功率是P吸＝1100 W 由此可知： P发＝P吸 （功率平衡） 1.33 解：由题意可知：灯的电阻为120 Ω (a)图：灯和120 Ω电阻是串联关系，因此灯上分得的电压为6V，故采用该电路； (b)图：灯和120 Ω电阻先串联，再和一个120 Ω电阻并联，因此灯上分得的电压小于6V，故不能正常工作。 1.34 解：由图可知，UA＝6V UAB＝RB×IB＝270kΩ×0.02mA＝5.4V，UB＝UA－UAB＝0.6V UAC＝RC×IC＝2 kΩ×1mA＝2V，UC＝UA－UAC＝4V 由KCL方程可知：IE＝IB＋IC＝1.02mA 1.35 解： (a)图：由图可知，Ua＝6V，Uc＝0V， 由欧姆定律知；电路中总电流I＝1A， UR1＝4 kΩ×1mA＝4V，即Uab＝4V，Ub＝Ua－Uab＝2V， UR2＝2 kΩ×1mA＝2V， (b)图：由图可知，Ub＝0V， 由欧姆定律知；电路中总电流I＝1A， UR1＝4 kΩ×1mA＝4V，即Uab＝4V，Ua＝Ub＋Uab＝4V， UR2=2 kΩ×1mA＝2V，即Ubc＝2V，Uc＝Ub－Ubc＝－2V， 1.36 解： （1）回路abca中，由KVL可知：Uab＋Ubc＋Uca＝0， Uca＝－Uab－Ubc＝－5－（－4）＝－1 V （2）回路abcda中，由KVL可知： Uab＋Ubc＋Ucd＋Uda＝0， Ucd＝－Uab－Ubc－Uda ＝－5－（－4）－（－3）＝2 V 1.37 解：不能节省电能。 由公式 可知， 电热水器的电阻为 48.4 Ω 加热时间为7min时，消耗的电能为：W1=1000× 116.67 J 加热时间为9min时，电热水器的工作功率是 745.87 W 消耗的电能为：W2=745.87 × 111.88 J 加热时间为5min时，电热水器的工作功率是 1190.08 W 消耗的电能为：W3＝1190.08× 99.17 J 1.38 解：当开关断开时，灯头不带电，开关的a端带电，b端不带电； 如果开关接在零线上，当开关断开时，灯头带电，开关的a端不带电，b端带电； 1.39 解：电源的负载电阻是越小，负载是加重了，电源输出的电流是增大了 1.40 解： （1）灯1的电阻为 1210 Ω 灯2的电阻为 484 Ω （2）流过灯1的电流为 0.182 A 流过灯2的电流为 0.455 A 电源输出的电流为I＝I1＋I2＝0.637 A （3）两个灯的亮度都会变暗，因为两个灯都不会正常工作。 1.41 解： (a)图：由图可知，电路的电流 ＝0.04mA 500kΩ上分得的电压为U1＝500×103×0.04×103＝19.96 V 1kΩ上分得的电压为U2＝1×103×0.04×103＝0.04 V (b)图：由图可知，电路的总电阻R＝10kΩ＋10Ω∥5kΩ＝10009.98 Ω 电路的电流 ＝1.998006mA 10kΩ上分得的电压为U1＝10×103×1.998006×10－3＝19.98006 V 10 Ω上分得的电流为 ＝1.994mA 5 kΩ上分得的电流为 ＝0.003998mA 1.42 解： (a)图：由图可知，等效电路图为： 故ab间的等效电阻路为：Rab＝8Ω∥8Ω + 6Ω∥3Ω＝6Ω (b)图：由图可知，等效电路图为： 故ab间的等效电阻路为：Rab＝（4Ω∥4Ω + 10Ω∥10Ω）∥7Ω＝3.5 Ω 1.43 解： （1）当RP取值为0时，输出电压取最大值 U2max＝ ＝ ＝8.41 V 当RP取值为RP时，输出电压取最小值 U2min＝ ＝ ＝5.64 V 1.44 解： 由KCL列方程：I1＋I2＝I3 由KVL列方程：R1I1+R3I3＝E1 R2I2+R3I3＝E2 解方程组得：I1＝4 A，I2＝6 A，I3＝10 A 1.45 解： （1）当电路中只有电源E1时，电路的等效电路为： 电流 1.53 A 电阻R3上分得的电流为 0.118 A 电阻R3上电压为 ＝12×0.118＝1.412 V （2）当电路中只有电源E2时，电路的等效电路为： 电流 0.882 A 电阻R3上分得的电流为 0.176 A 电阻R3上电压为 ＝12×0.176＝2.118 V 故，电阻R3上的电流为 = ＝0.118 A+0.176 A＝0.294 A 电阻R3上的电压为 = ＝1.412 V+2.118 V＝3.53V 1.47 解：我国民用照明电的频率为50Hz，周期为0.02ms，电压的有效值为220V，幅值为311V，u＝220 sinωt 当t＝5ms时， u＝220 ×sin(314×5×10－3) ＝311×sin1.57＝311×0.0274＝8.521 V 1.48 解： 先计算电流的有效值， ＝2.75 A 电流的瞬时表达式为：i=2.75 sin311t A 消耗的电能为：W＝UIt＝220×2.75÷1000×1×30＝18.15度 1.49 解： 电熨斗的电阻为 ＝96.8 Ω 电熨斗的电流为 2.273 A 消耗的电能为：W＝Pt＝500÷1000×1×30＝15 度， 如果电源的频率改为60Hz，计算值不变。 1.50 解：将用户的负载接在三相电源的相线与中线之间。 1.53 解： （1）星型连接时： 每相负载电压 Up＝ ×380＝220V 由电阻电压与电流的关系得 Ip＝ ＝ ＝39.286 A 由Ip＝Il得 Il＝Ip＝39.286 A 三角形连接时： 由Up＝Ul得每相负载的电压 Up＝380V 由电阻电压与电流的关系得 Ip＝ ＝ ＝67.857 A 由Ip＝ Il得 Il＝ Ip＝ ×67.857＝117.532 A （2）星型连接时： P＝ UlIl＝ ×380×39.286＝25857.23 W 三角形连接时： P＝ UlIl＝ ×380×117.532＝77357.13 W 第2章 电 容 电 路 2.1 之和 2.2 容抗 XC 欧姆 2.3 超前900 2.4 无功功率 2.5 10V 2.6——2.13 F T T F F T T T 2.14 解：常用的固定电容器有电解电容器、瓷介电容器、有机薄膜介质电容器、金属化纸介电容器和贴片电容器等。 （1） 电解电容器：其特点是电容量大、耐压较高，但是误差大、漏电大（绝缘电阻小）、稳定性差，通常在电源电路或中频、低频电路中用于电源滤波、交流旁路、移相等，要求不高时也可用于信号耦合。 （2） 瓷介电容器：Ⅰ类电介质瓷介电容器主要用于高频、甚高频、特高频等电路，最大容量不超过1000pF；Ⅱ类、Ⅲ类电介质瓷介电容器又称铁电陶瓷电容器，容量相对较大，性能低于Ⅰ类电介质瓷介电容器，主要用于中、低频电路的耦合、旁路和滤波等（Ⅲ类只能用于低频电路）； （3） 有机薄膜介质电容器 ① 涤纶电容器：涤纶电容器的特点是体积小、电容量大、耐高压、漏电小、耐高温、耐潮湿、稳定性较好，具有正温度系数，容量范围为1000pF～0.5µF，耐压范围为63V～630V。在各种中、低频电路中，涤纶电容器一般适宜做旁路、隔直流电容， ② 聚丙烯电容器：聚丙烯电容器的特点是电容量大、绝缘性能好、损耗低、性能稳定，具有负温度系数。聚丙烯电容器的容量范围为0.001μF～0.47µF，耐压范围为63V～630V，一