1、电路知识-8 及答案解析(总分：107.01，做题时间：90 分钟)一、计算题(总题数：10，分数：107.00)1.一线性无源电阻电路 N 0 ，引出两对端钮测量，如果在输入端加接 5A 电流源时，输入端电压为 25V，输出端电压为 10V。若 t=0 时，把电流源接在输出端，同时在输入端跨接一个没有储能的 0.2F 电容元件C，试求 t0 时该电容元件两端的电压和流经它的电流。 （分数：10.00）_2.如图所示的电路中，i S =2e -2t (t)A， ，且已知 u C (0)=0，i L (0)=0。求在 t0 时，电流源两端的电压 u 和电压源的电流 i。 （分数：10.00）_3
2、.电路如图所示，求电路中的电感电压 u L (t)。 （分数：10.00）_如图所示电路用来测量电感线圈参数。已知电源电压 U=100V，频率 f=50Hz，R 3 =6.5。当改变电位器滑动端使电压表读数最小且其读数为 30V 时，R 1 =8，R 2 =12。 （分数：17.01）(1).试定性画出各电压、电流的相量图。（分数：5.67）_(2).求线圈的等效参数 R、L。（分数：5.67）_(3).试再给出一种测量线圈等效参数 R、L 的方法。（分数：5.67）_4.电路如图所示，一直电压表读数为 20V，且 同相，试求电感的感抗 X L 和电压源电压有效值 U S 。 （分数：10.0
3、0）_5.电路如图所示，已知 U=220V， ，I 2 =10A，并且 R=10，jL=j10，试求电流 、电阻R 1 和电路消耗的功率。 （分数：10.00）_6.电路如图所示，开关 S 在 t=0 时打开，打开前电路已处于稳态。试列出 t0 时以 i L (t)为变量的微分方程。 （分数：10.00）_7.某铁芯线圈的交流电路串联模型如图所示(忽略铁芯漏磁通)，将该铁芯接在 3V 直流电源上时，测得电流为 1.5A；接在 160V、50Hz 的交流电源上时，测得电流为 2A，功率为 24W。试求电路模型 R、R 0 与 X 0 的值。 （分数：10.00）_8.已知： 读数为 100V，
4、读数为 1A，且 =314rad/s，求 C 的值。 （分数：10.00）_9.在下图所示的电路中，已知 t0 时，电感电压 u(t)=e -t V，且知在某一时刻 t 1 ，电压 U(t 1 )=0.4V，试问在这一时刻： （分数：10.00）_电路知识-8 答案解析(总分：107.01，做题时间：90 分钟)一、计算题(总题数：10，分数：107.00)1.一线性无源电阻电路 N 0 ，引出两对端钮测量，如果在输入端加接 5A 电流源时，输入端电压为 25V，输出端电压为 10V。若 t=0 时，把电流源接在输出端，同时在输入端跨接一个没有储能的 0.2F 电容元件C，试求 t0 时该电容
5、元件两端的电压和流经它的电流。 （分数：10.00）_正确答案：()解析：解：分析题意可得，题解电路如图 1 所示。 图 1根据互易性可得，题解电路如图 2 所示。 图 2由图 2 可知，从输入端看进去，N 0 等效电阻为： 因此，对于 U C 则有： U C (0 + )=0V，U C ()=10V 时间常数为： =R eq C=50.2=1s 故可得出电容两端的电压为： U C =10-10e -t (t0) 根据电容的伏安关系，则可得出流经电容的电流为： 2.如图所示的电路中，i S =2e -2t (t)A， ，且已知 u C (0)=0，i L (0)=0。求在 t0 时，电流源两端
6、的电压 u 和电压源的电流 i。 （分数：10.00）_正确答案：()解析：解：设流经电感电路的电流为 i L ，根据电感元件电压与电流的关系可知，当 t0 时， 根据流经同一节点的电流之和为零，可知流经电压源的电流为： 根据电容充放电原理，可知当 t0 时，加在电容两端的电压为： 此时加在电流源两端的电压则为： 3.电路如图所示，求电路中的电感电压 u L (t)。 （分数：10.00）_正确答案：()解析：解：根据图示电路，利用分压、分流原理可以得到： u R =2(e -t +2u R ) 求解可得： 所以可求得流经电感支路的电流为： 根据电感电压、电流之间的关系，可以得出： 如图所示电
7、路用来测量电感线圈参数。已知电源电压 U=100V，频率 f=50Hz，R 3 =6.5。当改变电位器滑动端使电压表读数最小且其读数为 30V 时，R 1 =8，R 2 =12。 （分数：17.01）(1).试定性画出各电压、电流的相量图。（分数：5.67）_正确答案：()解析：解：根据题意，设 ，易知： 设 ，易知 0，又由于电压表示数最小，所以各电压、电流的相量图可如下图所示。 (2).求线圈的等效参数 R、L。（分数：5.67）_正确答案：()解析：解：由相量图可得： 因此： 所以： 因此，线圈的阻抗为 (3).试再给出一种测量线圈等效参数 R、L 的方法。（分数：5.67）_正确答案：
8、()解析：解：给线圈接入电流表和功率表，用电流表测电流有效值，再用功率表测 R 的吸收功率即可得出R，再由4.电路如图所示，一直电压表读数为 20V，且 同相，试求电感的感抗 X L 和电压源电压有效值 U S 。 （分数：10.00）_正确答案：()解析：解：由 同相这一条件，可知此电路达到并联谐振，整个电路也谐振，导纳 Y 为实数，即： 所以可知，当 X L =10 时，电路发生谐振。 设 为参考相量， 的参考方向如图所示，则有： 可得，U 2 的电压为： I 2 的电流为： 电路的总电流为： 则电压源电压为： 所以有： 5.电路如图所示，已知 U=220V， ，I 2 =10A，并且 R
9、=10，jL=j10，试求电流 、电阻R 1 和电路消耗的功率。 （分数：10.00）_正确答案：()解析：解：设并联部分电压为 ，则有： 。 根据电路的压流关系可得： 所以有： 则并联部分各支路电流为： 电路的干路电流为： 又 可得： 求得相位角为： =0 所求电阻的大小为： R 1 =(220-200)/10=2 电路消耗的功率为： 6.电路如图所示，开关 S 在 t=0 时打开，打开前电路已处于稳态。试列出 t0 时以 i L (t)为变量的微分方程。 （分数：10.00）_正确答案：()解析：解：分析题意可知，当 t=0 + 时，开关打开，则 t0 时有： 方程两边对 t 求导并将 代
10、入，则有： 即： 当 t=0 + 时，开关打开，则 t0 时有： 即 t0 时以 i L (t)为变量的微分方程为： 7.某铁芯线圈的交流电路串联模型如图所示(忽略铁芯漏磁通)，将该铁芯接在 3V 直流电源上时，测得电流为 1.5A；接在 160V、50Hz 的交流电源上时，测得电流为 2A，功率为 24W。试求电路模型 R、R 0 与 X 0 的值。 （分数：10.00）_正确答案：()解析：解：根据题意可得，电阻 R 为： 接交流电源时铁芯线圈消耗的功率为： P Fe =24-RI 2 =16W 铁芯线圈内阻为： 铁芯线圈感抗电压为： 铁芯线圈感抗为： 8.已知： 读数为 100V， 读数
11、为 1A，且 =314rad/s，求 C 的值。 （分数：10.00）_正确答案：()解析：解：根据题中给出的图可得： 9.在下图所示的电路中，已知 t0 时，电感电压 u(t)=e -t V，且知在某一时刻 t 1 ，电压 U(t 1 )=0.4V，试问在这一时刻： （分数：10.00）_正确答案：()解析：解：分析题意可知，应先求出 i L (t)，要注意 u 与 i L 为非关联参考方向。 (1)电流变化率： (因为 u(t 1 )=e -t1 =0.4) (2)磁链： (t)=Li L (t)=e -t ， (t 1 )=e -t1 =0.4Wb (3)储能： (4)磁场能量的变化率，即功率为： p(t 1 )=-(e -2t1 )=-(e -t1 )2=-0.16W (释放能量) (5)电阻消耗能量的速率，即电阻消耗的功率为：
