電路分析基礎(chǔ)第5版試題及答案4套一、選擇題（每題3分，共15分）1.圖1所示電路中，已知I?=2A，I?=-1A，I?=3A，則I?=（）。A.4AB.-4AC.2AD.-2A（圖1：節(jié)點(diǎn)連接四條支路，電流方向分別為I?流入，I?流出，I?流入，I?流出）2.兩個(gè)10Ω電阻并聯(lián)后與一個(gè)5Ω電阻串聯(lián)，總等效電阻為（）。A.10ΩB.15ΩC.20ΩD.5Ω3.電壓源Us與電阻Rs串聯(lián)的支路，等效為電流源Is與電阻Rs并聯(lián)時(shí)，Is=（）。A.Us/RsB.Rs/UsC.Us+RsD.Us-Rs4.圖2所示電路中，節(jié)點(diǎn)a的節(jié)點(diǎn)電壓方程為（）。（圖2：節(jié)點(diǎn)a連接三個(gè)支路：2A電流源（流入）、5Ω電阻接參考節(jié)點(diǎn)、10Ω電阻接節(jié)點(diǎn)b（節(jié)點(diǎn)b電壓為Vb））A.(1/5+1/10)Va-(1/10)Vb=2B.(1/5-1/10)Va+(1/10)Vb=2C.(1/5+1/10)Va+(1/10)Vb=2D.(1/5-1/10)Va-(1/10)Vb=25.戴維南定理適用于（）。A.線性含源二端網(wǎng)絡(luò)B.非線性含源二端網(wǎng)絡(luò)C.線性無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò)D.非線性無(wú)源二端網(wǎng)絡(luò)二、填空題（每題3分，共15分）1.基爾霍夫電流定律（KCL）的本質(zhì)是______守恒。2.歐姆定律的表達(dá)式為_(kāi)_____（關(guān)聯(lián)參考方向下）。3.一階RC電路的時(shí)間常數(shù)τ=______。4.正弦量的三要素是幅值、頻率和______。5.無(wú)功功率的計(jì)算公式為Q=______（單相正弦電路）。三、計(jì)算題（共70分）1.（20分）圖3所示電路中，用網(wǎng)孔電流法求各支路電流I?、I?、I?。（圖3：兩個(gè)網(wǎng)孔，網(wǎng)孔1包含10V電壓源（上正下負(fù)）、2Ω電阻（左到右）、3Ω電阻（下到上）；網(wǎng)孔2包含5V電壓源（上正下負(fù)）、3Ω電阻（上到下）、4Ω電阻（右到左））2.（25分）圖4所示電路中，求負(fù)載RL獲得最大功率時(shí)的RL值及最大功率Pmax。（圖4：含源二端網(wǎng)絡(luò)，開(kāi)路電壓Uoc=20V，短路電流Isc=5A，外接RL）3.（25分）圖5所示電路中，t=0時(shí)開(kāi)關(guān)閉合，閉合前電容未充電，求t≥0時(shí)的電容電壓uC(t)。（圖5：直流電路，Us=10V，R1=2Ω，R2=3Ω，C=0.5F，開(kāi)關(guān)閉合后R1與R2串聯(lián)接電容）第一套答案一、選擇題1.B（KCL：I?-I?+I?-I?=0→2-(-1)+3-I?=0→I?=6？修正：節(jié)點(diǎn)電流代數(shù)和為0，流入為正，流出為負(fù)：I?-I?+I?-I?=0→2-(-1)+3-I?=0→I?=6？原題可能參數(shù)錯(cuò)誤，正確應(yīng)為I?=2A（流入），I?=1A（流出），I?=3A（流入），則I?=2+3-1=4A（流出），選A?？赡茉}描述有誤，此處按正確邏輯修正）2.A（并聯(lián)：10∥10=5Ω，串聯(lián)5Ω→5+5=10Ω）3.A（等效電流源Is=Us/Rs）4.A（節(jié)點(diǎn)a的自導(dǎo)納為1/5+1/10，互導(dǎo)納為-1/10，右側(cè)電流源流入為2A）5.A（戴維南定理適用于線性含源二端網(wǎng)絡(luò)）二、填空題1.電荷2.u=Ri3.RC4.初相位5.UIsinφ三、計(jì)算題1.設(shè)網(wǎng)孔1電流i?（順時(shí)針），網(wǎng)孔2電流i?（順時(shí)針）。網(wǎng)孔1方程：(2+3)i?-3i?=10→5i?-3i?=10網(wǎng)孔2方程：-3i?+(3+4)i?=-5→-3i?+7i?=-5解得：i?=(10×7+3×5)/(5×7-3×3)=(70+15)/26=85/26≈3.27Ai?=(5×(-5)+3×10)/(26)=(-25+30)/26=5/26≈0.19A支路電流：I?=i?≈3.27A（2Ω電阻），I?=i?≈0.19A（4Ω電阻），I?=i?-i?≈3.08A（3Ω電阻）2.戴維南等效電阻Req=Uoc/Isc=20/5=4Ω，當(dāng)RL=Req=4Ω時(shí)，Pmax=Uoc2/(4Req)=202/(4×4)=25W3.初始值uC(0+)=uC(0-)=0V穩(wěn)態(tài)值uC(∞)=Us×R2/(R1+R2)=10×3/(2+3)=6V時(shí)間常數(shù)τ=(R1+R2)C=5×0.5=2.5s由三要素法：uC(t)=6+(0-6)e^(-t/2.5)=6(1-e^(-0.4t))V（t≥0）第二套試題一、選擇題（每題3分，共15分）1.正弦電壓u=10√2sin(314t+30°)V的有效值為（）。A.10√2VB.10VC.20VD.5V2.圖6所示RLC串聯(lián)電路中，已知R=3Ω，XL=4Ω，XC=8Ω，則電路的阻抗Z=（）。A.3-j4ΩB.3+j4ΩC.3-j12ΩD.3+j12Ω3.提高功率因數(shù)的方法是（）。A.并聯(lián)感性負(fù)載B.串聯(lián)容性負(fù)載C.并聯(lián)容性負(fù)載D.串聯(lián)感性負(fù)載4.RLC串聯(lián)電路發(fā)生諧振時(shí)，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）。A.阻抗最小B.電流最大C.電感與電容電壓相等D.電路呈容性5.對(duì)稱三相電路中，電源線電壓為380V，負(fù)載星形連接時(shí)，相電壓為（）。A.380VB.220VC.660VD.110V二、填空題（每題3分，共15分）1.感抗XL=______（ω為角頻率，L為電感）。2.有功功率的計(jì)算公式為P=______（單相正弦電路）。3.視在功率的單位是______。4.互感系數(shù)M的單位是______。5.一階電路的零輸入響應(yīng)是指______作用下的響應(yīng)。三、計(jì)算題（共70分）1.（20分）圖7所示電路中，已知u=220√2sin(314t)V，R=10Ω，L=0.0318H，求電流i的瞬時(shí)值表達(dá)式及電路的功率因數(shù)。2.（25分）對(duì)稱三相星形負(fù)載，每相阻抗Z=6+j8Ω，電源線電壓UL=380V，求線電流IL、三相總有功功率P。3.（25分）圖8所示RLC串聯(lián)電路中，R=10Ω，L=0.1H，C=100μF，電源電壓u=100sin(1000t)V，判斷電路的性質(zhì)并計(jì)算電流的有效值。第二套答案一、選擇題1.B（有效值為幅值/√2=10√2/√2=10V）2.A（Z=R+j(XL-XC)=3+j(4-8)=3-j4Ω）3.C（并聯(lián)電容可補(bǔ)償感性無(wú)功，提高功率因數(shù)）4.D（諧振時(shí)電路呈阻性）5.B（星形連接相電壓=線電壓/√3=380/√3≈220V）二、填空題1.ωL2.UIcosφ3.伏安（VA）4.亨利（H）5.僅初始儲(chǔ)能三、計(jì)算題1.XL=ωL=314×0.0318≈10Ω，Z=R+jXL=10+j10=10√2∠45°Ω電流有效值I=U/Z=220/(10√2)=11√2A，初相位θi=0°-45°=-45°i=11√2×√2sin(314t-45°)=22sin(314t-45°)A功率因數(shù)cosφ=R/|Z|=10/(10√2)=√2/2≈0.7072.相電壓Up=UL/√3=380/√3≈220V，每相阻抗|Z|=√(62+82)=10Ω相電流Ip=Up/|Z|=220/10=22A，星形連接IL=Ip=22A功率因數(shù)cosφ=6/10=0.6，三相總有功功率P=3UpIpcosφ=3×220×22×0.6=8712W3.XL=ωL=1000×0.1=100Ω，XC=1/(ωC)=1/(1000×100×10^-6)=10ΩZ=R+j(XL-XC)=10+j90=√(102+902)∠83.66°Ω≈90.55∠83.66°Ω電路呈感性（XL>XC），電流有效值I=Um/(√2|Z|)=100/(√2×90.55)≈0.785A第三套試題一、選擇題（每題3分，共15分）1.一階RC電路中，電容充電時(shí)，時(shí)間常數(shù)τ越大，充電速度（）。A.越快B.越慢C.不變D.先快后慢2.零狀態(tài)響應(yīng)是指（）。A.初始儲(chǔ)能為零，僅由外施激勵(lì)引起的響應(yīng)B.外施激勵(lì)為零，僅由初始儲(chǔ)能引起的響應(yīng)C.初始儲(chǔ)能和外施激勵(lì)共同引起的響應(yīng)D.以上都不對(duì)3.圖9所示電路中，t=0時(shí)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，斷開(kāi)前電路已穩(wěn)定，iL(0+)=（）。（圖9：直流電路，開(kāi)關(guān)閉合時(shí)電感與3Ω電阻并聯(lián)接12V電壓源）A.0AB.4AC.2AD.6A4.階躍響應(yīng)是指（）作用下的零狀態(tài)響應(yīng)。A.單位階躍函數(shù)B.正弦函數(shù)C.沖激函數(shù)D.指數(shù)函數(shù)5.二階RLC串聯(lián)電路中，若R>2√(L/C)，則響應(yīng)為（）。A.欠阻尼B.過(guò)阻尼C.臨界阻尼D.無(wú)阻尼二、填空題（每題3分，共15分）1.電容的______不能突變（填“電壓”或“電流”）。2.電感的______不能突變（填“電壓”或“電流”）。3.一階電路的三要素法公式為f(t)=f(∞)+[f(0+)-f(∞)]______。4.暫態(tài)過(guò)程的持續(xù)時(shí)間通常認(rèn)為是______倍時(shí)間常數(shù)。5.二階欠阻尼響應(yīng)的表達(dá)式形式為_(kāi)_____（指數(shù)衰減正弦函數(shù)/單調(diào)衰減函數(shù)）。三、計(jì)算題（共70分）1.（20分）圖10所示電路中，t=0時(shí)開(kāi)關(guān)閉合，閉合前電容電壓uC(0-)=5V，求t≥0時(shí)的uC(t)。（圖10：Us=10V，R=2Ω，C=1F，開(kāi)關(guān)閉合后電容通過(guò)R接Us）2.（25分）圖11所示RL電路中，t=0時(shí)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，斷開(kāi)前電路已穩(wěn)定，求t≥0時(shí)的iL(t)和uL(t)。（圖11：12V電壓源串聯(lián)2Ω電阻接電感L=0.5H，開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后電感與4Ω電阻串聯(lián)）3.（25分）圖12所示電路中，含受控源g=0.5S，t=0時(shí)開(kāi)關(guān)閉合，求t≥0時(shí)的uC(t)（用三要素法）。（圖12：Us=20V，R1=10Ω，R2=5Ω，C=0.1F，開(kāi)關(guān)閉合后R1與受控源并聯(lián)接C）第三套答案一、選擇題1.B（τ=RC，τ越大，充電越慢）2.A（零狀態(tài)響應(yīng)定義）3.B（斷開(kāi)前電感短路，iL(0-)=12/3=4A，由換路定則iL(0+)=4A）4.A（階躍響應(yīng)定義）5.B（過(guò)阻尼條件R>2√(L/C)）二、填空題1.電壓2.電流3.e^(-t/τ)4.3~55.指數(shù)衰減正弦函數(shù)三、計(jì)算題1.初始值uC(0+)=5V，穩(wěn)態(tài)值uC(∞)=10V，時(shí)間常數(shù)τ=RC=2×1=2suC(t)=10+(5-10)e^(-t/2)=10-5e^(-0.5t)V（t≥0）2.初始值iL(0+)=iL(0-)=12/2=6A，穩(wěn)態(tài)值iL(∞)=0（開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后無(wú)電源），時(shí)間常數(shù)τ=L/(R1+R2)=0.5/(2+4)=1/12siL(t)=0+(6-0)e^(-12t)=6e^(-12t)A（t≥0）uL(t)=LdiL/dt=0.5×(-72)e^(-12t)=-36e^(-12t)V3.初始值uC(0+)=uC(0-)=0V（閉合前未充電）穩(wěn)態(tài)值：閉合后電容開(kāi)路，列節(jié)點(diǎn)方程：(Us-uC(∞))/R1+guC(∞)=0→(20-uC(∞))/10+0.5uC(∞)=0→2-0.1uC(∞)+0.5uC(∞)=0→0.4uC(∞)=-2→uC(∞)=-5V（注意受控源方向）等效電阻Req：將Us短路，加電壓U測(cè)電流I，I=(U)/R1+gU=U/10+0.5U=0.6U→Req=U/I=1/0.6≈1.667Ω時(shí)間常數(shù)τ=ReqC=1.667×0.1≈0.1667suC(t)=-5+(0-(-5))e^(-t/0.1667)=-5+5e^(-6t)V（t≥0）第四套試題一、選擇題（每題3分，共15分）1.圖13所示互感電路中，同名端標(biāo)記正確的是（）。（圖13：兩個(gè)線圈，電流i1從端1流入，i2從端3流入，互感電壓u12與u34同向）A.1和3B.1和4C.2和3D.2和42.對(duì)稱三相電路中，中性線電流為（）。A.相電流之和B.線電流之和C.0D.視在電流3.非正弦周期電流的有效值I=（）。A.各次諧波有效值之和B.各次諧波有效值平方和的平方根C.基波有效值D.最大諧波有效值4.RLC并聯(lián)諧振電路中，諧振時(shí)阻抗（）。A.最小B.最大C.為0D.為無(wú)窮大5.耦合系數(shù)k的取值范圍是（）。A.k<0B.0≤k≤1C.k>1D.任意實(shí)數(shù)二、填空題（每題3分，共15分）1.耦合系數(shù)k=______（M為互感，L1、L2為自感）。2.三相負(fù)載三角形連接時(shí)，線電流IL=______倍相電流Ip（對(duì)稱負(fù)載）。3.非正弦周期信號(hào)可分解為_(kāi)_____和一系列諧波分量。4.互感消去法中，串聯(lián)順接時(shí)等效電感L=______。5.復(fù)功率的表達(dá)式為=______（用電壓相量和電流相量共軛表示）。三、計(jì)算題（共70分）1.（20分）圖14所示互感電路中，L1=2H，L2=1H，M=0.5H，求ab端的等效電感Lab（順接串聯(lián)