电工电子技术基础习题解答.doc
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1、 第1章 习 题1-1 判断题1电荷的定向移动形成电流。( )2直流电路中,电流总是从高电位流向低电位。( )3电阻的体积越大,其额定的耗散功率越大。( )4电阻的额定功率越大,它消耗的电能就越大。( )5电阻串联时,各电阻上消耗的功率与其电阻的阻值成反比。( )6电流表必须串联在电路中应用,而电压表则必须并联在电路中应用。( )7在选择电器时,电器的额定电压一定要等于电源的额定电压。( )8额定功率越大的电器,其消耗的电能一定多。()9电压源和电流源是同一电源的两种不同的等效模型。( )10电容器和电阻器虽然结构不同,其实是同一类型的电气元件。( )11电容器并联总电容量增加;电容器串联总电
2、容量减小。( )12对于同一个电容器,两端的电压越高其储存的电场能量越小。( )1-2 计算题1 一直流电流流过导体,已知在1min内通过导体横截面的电荷量为6000C,问该电流有多大?如果在1s内通过导体横截面的电荷量为6 000C,问该电流有多大?解:根据I=Q/t, 有(1)I=6000C/60s=100A(2)I=6000C/1s=6000A2 试在图1-30中标出电流、电动势、电压的实际方向,并问通过电流表A1和A2的电流是否相等?B、C、D各点的电位谁高谁低? 图1-30 题2图解:因为A1、A2是串联关系,流过的电流相等;电位的排序为:BCD3 有两条长度为1 km、截面积为2
3、mm2的导线,一条是铝线,一条是铜线,这两条导线在常温下的电阻各为多少?要想使铝导线的电阻与铜导线的电阻相同,铝导线的截面积应增加为多大? 解:(1)铝导线常温下的电阻:14.15(2)铜导线常温下的电阻:8.75(3)铝导线的电阻与铜导线的电阻相同时铝导线的截面积为:4 有两只灯泡,额定功率都为40 W,一只额定电压为36V,另一只额定电压为12V,两只灯泡工作时的电阻各为多少?如果将两只灯泡串联后接于48V的电源上,哪只灯泡的电压超过了额定电压?将会有什么现象发生?解:(1)工作电压为36VR=U2/P=32.4(2)工作电压为12VR=U2/P=3.8(3)串联接于48V电源上两电阻之和
4、为R=32.4+3.8=36.2根据串联电阻分压公式有VU2=48-43.2=4.8V额定电压为36V的灯泡过压,灯丝会烧断。5计算下列灯泡的电阻及额定电压下的电流,并加以比较,澄清诸如“电流大则功率大”,“电阻大则功率大”等片面认识。(1)白炽灯泡220 V/100 W;(2)白炽灯泡220 V/60 W;(3)小电珠2.5 V/0.75 W。解:(1)白炽灯泡220 V/100 WR=U2/P=484I=U/R=0.455A(2)白炽灯泡220 V/60 WR=U2/P=806.7I=U/R=0.27A(3)小电珠2.5 V/0.75 WR=U2/P=8.3I=U/R=0.302A比较:功
5、率等于电压和电流之积,相同电压下电流越大功率越大,电压不同电流大功率不一定大。6 炭膜电阻的瓦数有2 W、1 W、1/2 W、1/4 W、1/8 W及1/16 W 等各种规格。现需用阻值4.7 k、电流10 mA的电阻一只,应选用多大瓦数的电阻?解:W选用1/16W的电阻即可满足要求。7 电路如图1-31所示。已知R1= 0.5 ,R2 = 20 ,R3 = 30 ,R3消耗的功率为P3 = 480 W,求电源发出的功率为多少? 图1-31 题7图 解:VPR2=U2/R=720WI=UR2/R2/R1=120/12=10AW=R1I2+P2+P3=50+480+720=1250W8 电路如图
6、1-32所示。已知电源内阻R0 = 0.1 ,连接导线的电阻Rl = 0.2 ,负载是一组电灯和一只电阻炉。设负载两端的电压为200 V,电阻炉取用的功率为600 W,电灯组共有14盏电灯并联,每盏电灯的电阻为400 ,求:(1)电源的端电压U;(2)电源的电动势E0 。 图1-32 题8图解:(1)电阻炉中电流I炉=P/U=600/200=4A(2)灯中电流I灯=U/R=200/(400/14)=7A(3)E0E0=200+(R0+2Rl)I=200+0.511=205.5VU=E0-R0I=205.5-1.1=204.4V9 有一两室一厅单元住房,已知房内供电电压U = 220 V,使用电
7、器分别为:电冰箱一台,耗电量120 W;彩色电视机一台,耗电量130 W;微波炉一台,耗电量720 W;各种灯具最大耗电量500 W;空调耗电量1 200 W;电热水器耗电量1 200 W;其它用电器总耗电量1 000 W。求以上电器全部工作时的总电流为多少?又知铜心塑料绝缘导线的电流容量为8.7 A /mm2,所选导线的截面积应为多少?如果8月份各用电器的工作情况分别为:冰箱、空调开停时间相等(每天工作12 h)、电视机、热水器每天工作3 h;微波炉每天工作20 min;灯具只开40 W每天工作4 h;其它用电器每天开启200W,工作1 h。请计算1个月的用电量为多少度?又知每度电费0.6元
8、8月份应付电费多少元?解:(1)电器总功率P=120W+130W+720W+500W+1200W+1200+1000W=4870W(2)导线截面积I=P/U=4870/220=22.14AS=I/8.7=22.14/8.7=2.55mm2(按8.7A/mm2选择铜芯软导线)(3)8月份电费电费=(120+1200)12h+(130+1200)3h+7201/3h+404h+2001h/1000300.6=367.74(元)10 有一只双量程电压表电路如图 1-33所示。已知其表头的内阻R0 = 120 ,允许通过的电流I0 = 500 A,求串联分压电阻R1、R2的阻值及功率。 图1-33
9、题10图 解:(1)10V量程R1=10/0.5-0.12=19.88k,电阻功率:P=UI=100.5=5mW(2)50V量程R2=50/0.5-0.12=99.88k 电阻功率:P=UI=500.5=25 mW ,1/4W。 11 有一微安表头,它的最大量程是I0 = 100 A,内阻为R0 = 1 k,如果改成最大电流为100 mA的电流表,求分流电阻R 1 = ?( 改装电路参见图1-34所示。) 图1-34 题11图 解:总电阻为U0=I0 R0=0.1VR=U0/I=0.1/100=0.001k=1分流电阻为根据电阻并联公式计算:,将R、R0带入,有=1.001根据分流公式计算:1
10、2 电路如图1-35所示。请把 a图和 b图变换、化简为等效的电流源;把c图变换、化简为等效的电压源。 (a) (b) (c) 图1- 35 题12图解:(a)IS=3A,RS=1.33(b)IS=6A,RS=7.33(c)ES=10V,RS=313 电路如图1- 36所示。已知:E 1= 9 V,、E2 = 12 V,R1 = 3 ,R2 = 3 。请把此电路等效为一个电压源。 图1-36 题13图 解:ES=10.5V,RS=1.514 电路如图1-37所示。请把此电路变换为一个等效电压源和一个等效电流源。图1-37 题14图解:等效电压源:ES=9V,RS=6等效电流源:IS=1.5A,
11、RS=615 电路如图1-38所示。已知:R1 = 5 ,R2 = 10 ,R3 = 15 , E1 = 18 V,E2 = 8 V。求各支路电流。 图1- 38 题15图解:I1= I3- I2E1-E2 = I1R1-I2R2E2 = I2R2+I3R3解得:I1=1.2A,I2=-0.4A,I3=0.8A。16 有一电容并联电路如图1-39所示。已知:C1 = 10 F,C2 = 22 F,C3 = 47 F,电压U =100 V。求总电容C、极板上总电荷量q及电容器储存的能量WC。 图1-39 题16图 解:C=C1+C2+C3= 10 +22 + 47 =79Fq= uC C=100
12、7910-6=0.0079C(库伦)WC= =0.579 10-6 1002 = 0.395 J 17 有一电容串联电路如图1-40所示。已知:电压U = 120 V,C1 = 10 F/100 V,C2 = 22 F/100 V。求总电容C 和各电容上所承受的电压。两电容能否正常工作?图1-40 题17图解:F u1=VV第2章 习 题2-1 判断题1 两个完全相同的环形螺线管,一个用硬纸板作管中介质,一个用铁心作管中介质。当两个线圈通以相同的电流时,两线圈中的B、H值相等。()2磁感应强度B总是与磁场强度H成正比。()3线圈产生的磁通势大小与其通过的电流成正比。( )4磁导率是用来表示各种
13、不同材料导磁能力强弱的物理量。()5铁磁材料的磁导率很大且为常数。()6软磁材料适合制造电器的铁心,而硬磁材料适合制造永久磁铁。()7磁路采用表面绝缘的硅钢片制造,唯一目的是为了减小磁路的磁阻。( )8磁路中有一点空气隙不会增加磁路的磁阻。( )9直流电磁铁若由于某种原因将衔铁卡住不能吸合时,则线圈将被烧毁。()10交流电磁铁若由于某种原因将衔铁卡住不能吸合时,则线圈将被烧毁。()11额定电压均为220V的电磁铁,直流电磁铁错接到交流电源上则不能工作;而交流电磁铁错接到直流电源上则会将线圈烧毁。()12只要导体在磁场中切割磁力线,导体中就有感应电动势。()13穿过线圈的磁通越大,线圈中的感应电
14、动势越大。()14自感电动势的大小与线圈的电感量成正比。()15如果两个线圈的互感磁通固定不变,则两个线圈中的互感电动势为零。()2-2 计算题1 如图2-27所示,分别标出各载流导线所受磁场力的方向。图2-27 题1图解:2 有一匀强磁场,磁感应强度B = 0.13 T,磁力线垂直穿过S =10 cm2的平面,介质的相对磁导率 r = 3 000。求磁场强度H和穿过平面的磁通。解:=B S=0.131010-2=0.013Wb r =/ 0 =r 0=3000410-7 H/mH=B/ =0.13/(3000410-7)=108.3/(A/m)3 有一均匀密绕的环形空心线圈如图2- 28所示
15、其平均直径D = 40 cm,匝数N = 5 000匝。欲在线圈中心产生B =1.25 T的磁感应强度,求线圈中的电流。 图2-28 题3图解:, 将B=1.25T带入上式,求得I=250A4 已知铸铁的B1= 0.3 T,铸钢的B2 = 0.9 T,硅钢片的B3 = 1.1 T,请分别从图2-7中查取H1、H2、H3各为多少?解:H1=7.5(A/cm)H2=5.5(A/cm)H3=4.8(A/cm)5 一个N = 880匝的线圈绕在由硅钢片叠成的闭合铁心上,铁心的截面S =10104 m2,铁心的平均长度l = 0.4 m。如果要在铁心中产生 = 0.0013 Wb的磁通量,线圈中应通入
16、多大的电流?如果通入1.8 A的电流时,铁心中的磁通为多少?提示:先根据已知条件计算出铁心中的磁感应强度,再从图2-7中查出H值,然后求得电流I 。解: , T查表,H=12(A/cm)=1200(A/m)。根据,有A 6 在图2-30中,有效长度l = 0.3 m的直导线在B = 1.25 T的匀强磁场中,以 = 40 m/s的速度垂直磁场方向运动。设导线的电阻R0 = 0.1 ,外电路电阻R = 19.9 ,试求:导线中感应电动势的方向;通过闭合回路中电流的大小和方向。图2-30题6图 解:V方向向上;回路中电流为A7 有一电感量为2mH的空心线圈,若在2 106 s内使通过线圈的电流从零
17、增加到3 A,求线圈的自感电动势。解:V8 如图2-31所示,线圈B的匝数N = 2000匝。当线圈A中的电流变化时,线圈B中的磁通量在0.1s内增加了2102 Wb,求线圈B中感应电动势的大小和方向。若线圈B中的磁通量在0.1s内减少了2107 Wb,所产生的感应电动势又为多少? 图2-31 题8图 解:(1)V(2)V 第3章 习 题 3-1判断题1作周期性变化的电量称为交流量。()2按正弦规率变化的电量称为正弦交流量。()3 交流电的三要素是周期、频率和角频率。()4两个同频率的正弦交流量在任何时候其相位差不变。()5一个7.07A的直流电流和一个最大值为10A的正弦交流电流是等效的。(
18、6两个正弦交流电,不论频率是否相同,都可以用相量法进行加法计算。()7电阻、电感、电容,他们在电路中都有限流的作用,但其限流的本质不同。()8RL串联电路两端的总电压等于或小于电阻两端和电感两端的电压之和。()9当发生串联谐振时,XL=XC, X=0,这时电路的阻抗最小,电流最大。()10三相交流电的特点是:三个相电压大小相等,其相位互差120o电角度。()11三相负载作星形连接时,中性线可以不要。()3-2 选择题(多选或单选)1在纯电阻电路中,下列各式正确的是(B、C、D、F )。A B C D E F 2 在纯电感电路中,下列各式正确的是(C、F、G )。A B C D E F G 3
19、 在纯电容电路中,下列各式正确的是(D、E)。 A B C D E F G 4在纯电感电路中,已知电压的初相角为30o,则电流的初相角为(B)。A60o B. -60o C. 30o D.-30o5提高功率因数的目的是(B)。A提高用电器的效率 B.减少无功功率,提高电源的利用率C.增加无功功率,提高电源的利用率 D.以上都不是3-3 作图与计算题1已知一正弦电流为:i = 28.28 sin (314 t + 30o),请指出此正弦电流的三要素各为多大?画出电流的波形图;求t = 0.1s时i的瞬时值。解:(1)三要素为:Im=28.28A,f=50Hz,0=30o(2)波形图(3)t =
20、0.1s时i的瞬时值i = 28.28 sin (314 t + 30o)= 28.28 sin (2500.1+ 30o)= 28.28 sin (10+ 30o)28.28 sin 30o= 14.14A2已知V,A。试求:电压和电流的最大值和有效值;频率和周期;电压和电流的相位角;初相角和他们的相位差。解:Um=10V,Im=14.14A;U=7.07V,I=10A;fu=fi=50Hz;T=20ms;u=-/3,i=/2; =ui=-/3/2=5/63.下面一组图,请判断:(1)哪个图是直流电,哪个图是交流电。(2)将图(a)和图(d)两个电源串联后接到电阻上,电阻两端的电压是什么波形
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