电路解析
一、单选题
1.【答案】C【解析】RLC串联电路中,阻抗计算公式为
Z=R+j(XL-XC)=R+jωL-j1/ωC
工频电压的频率f=50Hz,所以ω=2πf=314rad/s,故阻抗的模为
2.【答案】A【解析】
3.【答案】A【解析】动态电路在换路后出现过渡过程的原因是储能元件中的能量不能跃变,因此会产生一个短暂的过渡过程完成能量变化。
4.【答案】D【解析】主要考查正弦交流电路计算。
由公式得=0.1(A)。
牢记交流电路电流计算公式I=,解此类题目要理解题意,能正确列出公式。
5.【答案】A【解析】当三相负载由Y形连接改为△形连接时,负载两端的电压由相电压增大为线电压,由功率计算公式可得,对称三相负载所吸收的功率增大。
6.【答案】C【解析】由题得,时间常数τ=L/Req=2ms,一般过渡过程经过3τ~5τ之后就衰减到0,因此可得过渡过程的持续时间为6~10ms。
7.【答案】C【解析】电路发生并联谐振,A1的读数为3A,并联电路两端电压=3R∠0°V,电容电流=3∠90°A,故A3的读数为3A;=3∠90°+3∠0°=4.24∠45°(A),故A2的读数为4.24A。
8.【答案】B【解析】控制量作用于受控源,受控源不能脱离控制量存在,因此对含有受控源的支路进行电源等效变换时,应注意不要消去控制量。
9.【答案】B【解析】设UA=220∠0°V,IA=3∠-φA,由,可得P=380×3×cos(-90°+φ)W,则λ=cosφ=0.8。
10.【答案】D【解析】一阶零输入响应不能直接进入稳态,可用三要素法分析,稳态分量为0,将t=τ代入零输入响应公式,可知经过τ时间,暂态分量的数值衰减至原来的36.8%。
11.【答案】B【解析】由临界振荡条件,=2×103=2(kΩ),为振荡过程。
注:R=的过渡过程为临界非振荡过程,这时的电阻为临界电阻,电阻小于此值时,为欠阻尼状态,振荡放电过程;大于此值时,为过阻尼状态,非振荡放电过程。
发生谐振时,角频率和频率分别为ω0=,品质因数Q=。
12.【答案】A【解析】由欧拉公式可得F2=5∠143°=-4+3j,F1=-5-5j=∠-135°,F1+F2和F1/F2分别为-9-2j、1.414∠82°。
13.【答案】B【解析】主要考查电路节点概念。
14.【答案】B【解析】基本概念,当负载电阻等于去掉负载电阻后的戴维南等效电路中的内阻时,负载可获得最大功率。
15.【答案】C【解析】有伴电压源不需要等效成有伴电流源代到方程中。当无伴电流源不属于两个网孔共有时,该网孔电流为已知量,可省去一个KVL方程。在回路电流法中,若存在无伴电流源,与其串联的元件(如果有)不能直接略去。
16.【答案】B【解析】主要考查网孔方程的列写。
网孔方程用到的是KVL方程,故要变成电阻元件和电压源才能列写方程。
理解记忆网孔电压法,注意网孔方程用到的是KVL方程,要把元件和电压变成电阻元件和电压源才能列写方程。
17.【答案】B【解析】由题得,因R1>R2,所以充电时间常数大于放电时间常数,可得放电快于充电。
18.【答案】D【解析】主要考查单相变压器二次侧电压计算。
二次侧开路无电流,若一个变压器绕组反接,则有电压之和为0,输出电压U2=0V。
主要用到公式,即变压器一次侧与二次侧电压之间的关系,求解二次侧输出电压的问题均可使用。
19.【答案】C【解析】-2+10I'+4=0,I'=-0.2A,I'+0.1=I,I=-0.1A。
20.【答案】B【解析】根据电容串联分压公式,代入可得=4V。
21.【答案】A【解析】由题得,f=50Hz时,阻抗模=50(Ω);f=100Hz时,阻抗模=95.7(Ω)。其中,ω为f=50Hz时对应的角频率314rad/s,通过解方程得出R=16.8Ω,L=0.15H。
22.【答案】C【解析】主要考查节点方程方面的知识点。
节点方程用到的KCL定律与电流有关,要变成电导元件和电流源才能列方程。
理解记忆节点电压法,注意节点方程用到的是KCL定律,要把元件和电压变成电导元件和电流源才能列方程。
23.【答案】D【解析】根据戴维南定理公式Req=,开路电压Uoc=Req×Isc=8Ω×16A=128V。
24.【答案】C【解析】ω==2000π,i(t)=,t=0,i=,φ=90°。
25.【答案】D【解析】主要考查与电路相关的概念。
两电路等效时,对外部电路而言等效相同,内部不一定等效相同。
26.【答案】C【解析】主要考查电流源功率的计算。
U=4×2=8(V),4U=32V,电阻消耗功率P1==16(W),受控源吸收功率P2=4UI=32×2=64(W),故2A电流源的发出功率P=16+64=80(W)。
本题主要用到的公式有P1=,P2=4UI。遇到此类功率问题时要注意,电路中所有元件的功率之和为0。
27.【答案】C【解析】此题为零状态响应,可得uC(∞)=10V,时间常数τ=ReqC=0.001s,代入零状态响应公式可得uC(t)=10(1-e-1000t)V。
28.【答案】C【解析】主要考查电位的求解。
设1Ω电阻流过电流为I,方向向左,由KVL定律有(1+2)I+3=0,得I=-1A,故A点电位UA=-1+6+0=5(V)。
本题主要知道A点电位求解公式UAB=UA-UB,遇到此类求解问题时,先分析电路,再用公式求解即可。
29.【答案】B【解析】主要考查理想变压器的特性。
理想变压器既不消耗能量,也不储存能量,在任一时刻进入理想变压器的功率均等于0。理想变压器是无磁损、无铜损、无铁损的变压器。
30.【答案】B【解析】虽然戴维南定理只适用于线性电路,但是负载支路可以是非线性的。
31.【答案】C【解析】主要考查RC电路时间常数的求解。
闭合S时,等效电阻R=1Ω,τ=RC=2s。
注意RC一阶电路时间常数τ=RC,求等效电阻R时,将电源置0。
32.【答案】B【解析】由于三相对称电源的电压之和为0,因此对三角形回路列KVL方程,可得回路电流为0。
33.【答案】A【解析】由题目可列方程=18,解得R=18Ω。
34.【答案】D【解析】答案A,i、u均为瞬时值符号。答案B,大小关系中无负号。答案C,i、u均为瞬时值符号。
35.【答案】C【解析】由于电感为储能元件,电流不能突变,因此iL(0-)=iL(0+)=4A,打开开关S,电路达到稳定状态时,iL(∞)==3(A)。
时间常数τ==0.05(s)。
代入一阶电路全响应方程f(t)=f(∞)+,有iL(t)==3+e-20t(A)。
36.【答案】D【解析】由题可得,Z参数方程为,又有U1=10V,U2=-2i2,联立可得i2=-1.25A。
37.【答案】D【解析】由题可得,闭合S后,负载Z的电流不变,设负载Z上的电流=10∠0°A,可得线电压,UV相间并联电阻Z上的电流=∠30°A,根据KCL定律,可得总电流≈26.46∠19.1°A。
38.【答案】C【解析】由于I1=I2=I,故I1、I2、I构成等边三角形,=100×,P==866W,R=8.6605Ω,则ωL=Rtan30°=5Ω。
39.【答案】A【解析】主要考查KCL定律方面的知识点。
KCL定律是对任一节点来说,流入与流出支路的电流之和为0,表达式为∑I=0。
理解记忆KCL定律,是对支路电流的线性约束关系,有∑i=0。
40.【答案】D【解析】对整体回路,依据KVL定律,有I=0,可得R两端电压为6V,此时右侧回路实际上可视为串联分压关系,R=6Ω。
41.【答案】C【解析】主要考查电路某个参数变化引起其他参数变化计算方面的知识点。
外电路不变,即R外不变,由电流源性质可知,串联电路中的电流I由IS决定,即I=IS,R变化时电流源电流IS不变,故I不变,答案B错。端电压U=I×R外,故也不变,答案A错。对整个回路,R变化导致R上的压降变化,电流源为供流源,有US=U+Ur,故US变化,答案选C。
此题主要用到欧姆定律、电流源等效法,遇到此类问题时,可先分析电路,再等效转换,最后列方程求解。
42.【答案】D【解析】Z1=n2Z=
由最大功率传递定理:当Z1=4n2=100Ω,即n=5时,4Ω电阻可以获得最大功率。
43.【答案】B【解析】当等效电阻为无穷大时,无法将有源二端网络等效为戴维南电路。
44.【答案】A【解析】根据自电导概念可知,5A电流源与电阻串联,电阻可被忽略,则自导1+3=4(S)。
45.【答案】B【解析】由题可得,将理想变压器二次侧阻抗反射到一次侧为=(8-12j)Ω,对一次侧电路,根据KVL定律,可得,=1∠45°A。
46.【答案】D【解析】电流表和电压表测量的值为有效值,可以表示为=0.2∠10°A,U=10∠(180°+10°)=10∠190°=10∠-170°(V)。
47.【答案】D【解析】主要考查正弦交流电定义方面的知识点。
最大值Um==1.414U,U为有效值。
在正弦交流电中有最大值Um=,要牢记。
48.【答案】B【解析】主要考查二阶电路概念方面的知识点。
二阶电路即用二阶微分方程描述的电路。
牢记二阶电路定义,即用二阶微分方程描述的电路。
49.【答案】A【解析】主要考查电路电压求解方面的知识点。
列节点电流方程有2+0.5I=I,得I=4A,故U0=4×3=12(V)。
本题主要用到节点电压法。以后遇到此类求电压的问题时,一般先考虑节点电压法求解。
50.【答案】A【解析】考查二阶电路零输入响应的基本结构(过阻尼、欠阻尼、临界阻尼)。
51.【答案】A【解析】主要考查电阻元件允许最大电流计算方面的知识点。
额定功率下流过的电流为允许流过的最大电流,由P=I2R得2.5=I2×1000,故I=50mA。
一般电阻元件的最大电流为额定电流,由额定值求出,由公式I=求最大电流。
52.【答案】B【解析】由题可得,当S1、S2均闭合时,各电流表的读数均为17.3A,可得线电流大小为17.3A,因为三相对称负载为三角形连接,所以相电流为10A。当S1闭合、S2断开时,剩下的两个负载阻抗两端电压仍为线电压,可得I1与I3变为相电流,即10A,根据KCL定律,I2为17.3A,可得三相功率为原功率的2/3,即3kW。
53.【答案】A【解析】如图所示,因为,所以=10+j50。
又因为与同相位,与相位差为90°,即与相位差为90°,所以10+=0,β=-41。
54.【答案】D【解析】将负载ZL支路开路,先求开路电压Uoc,再将电流源置0,求电路等效阻抗为
当ZL==Req+jXeq=4-j3Ω时,有最大功率Pmax==4.5(W)
55.【答案】B【解析】在暂态电路中,电容电压符合换路定则uC(0+)=uC(0-)。打开开关S前,uC(0-)=,i(0+)=;电路达到稳态后,电容放电,电路中稳态电流i(∞)=0。
56.【答案】D【解析】主要考查一阶电路换路瞬间相关计算方面的知识点。
iL(0+)=iL(0-)=0A,uC(0+)=uC(0-)=0V,当t=0+时,L断路,C短路,30V电压源和2A电流源共同作用,由电路分析可知,60Ω电阻流过的电流i(0+)=。
求一阶电路换路瞬间相关计算问题时,要注意在换路瞬间,电容可用一个大小相同的电压源代替,电感可用一个大小相同的电流源代替。
57.【答案】A【解析】主要考查三相功率计算方面的知识点。
对负载,由=P得IL==4.38(A),设A相电压UA=220∠0°V,φ=arccos0.866=30°,则IA=4.38∠-30°A,IB=4.38∠-150°A,UAB=380∠30°V,UBC=380∠-90°V,UAC=380∠-30°V,故读数分别为P1=Re[UACIA]=380×4.38×cos0°=1664.4(W),P2=Re[UBCIB]=380×4.38×cos60°=832.2(W)。
本题主要用到功率公式P1=,P2=,注意遇到此类问题时,可先设A相相电压,进而写出其他各线电压、相电流,最后列功率公式求解。注意功率表读数的正确表达式。
58.【答案】D【解析】负载获得最大功率时,电源的传输效率不是50%;负载电阻RL等于戴维南等效电阻Req时,负载功率最大,为;负载电阻RL等于诺顿等效电阻Req时,负载功率最大,为Isc2Req/4。
59.【答案】A【解析】正弦交流电路的视在功率定义为电压有效值与电流有效值的乘积。
60.【答案】C【解析】由题可得,根据对称三相电路功率计算公式,可得功率因数λ=cosφ=≈0.861。
61.【答案】C【解析】主要考查电感相关特性方面的知识点。
电感伏安关系相量表示为,由φu=φi+90°得超前。
注意,在电感电路中有,且电感电压超前电流90°。
62.【答案】D【解析】由题可得,此电路符合平衡电桥结构,最上方1Ω为桥,可将其开路,总电阻(1+2)//(1+2)+2=3.5Ω,5A电流源提供的功率P=UI=3.5×5×5=87.5(W)。
63.【答案】B【解析】设电阻中性点为参考节点,电源中性点为独立节点1,根据节点电压定律列节点电压方程,解得U1=60V,通过R0的电流60/3=20(A)。
64.【答案】A【解析】电阻为临界电阻时为临界阻尼,与过阻尼一样,都是非振荡过程。
65.【答案】D【解析】由题可得,根据外加电源法求戴维南电路的等效电阻,如图所示,有U=2I+2(I+2i),i=I,联立可得Req=8Ω,则电路的时间常数τ=L/Req=0.25s。
66.【答案】B【解析】主要考查电路电流电压计算方面的知识点。
左右各自形成回路,电流i为0,对左边回路,根据KVL定律,有(3+2)i1+5-10=0,得i1=1A。
此题主要用到KVL方程及其有关计算。
67.【答案】D【解析】Y=
令虚部为0,故ωC-,有
68.【答案】D【解析】主要考查支路电流法概念方面的知识点。
以支路电流为未知量时,独立方程个数为b个,故答案D错。
支路电流法是以支路电流作为未知量的求解方法,列出的独立方程个数为b个。
69.【答案】C【解析】根据最大功率传输定理,当理想变压器阻抗匹配时,一次侧电流I=US/2RS=0.05A,可得电源输出功率P=UI=10×0.05=0.5(W)。
70.【答案】A【解析】由题可得,电路到达稳定状态时,电感处于短路,电感电流稳态值均为iL=,因此该电路不会产生过渡过程,因为换路未引起L的电流变化。
71.【答案】C【解析】冲激函数和阶跃函数都是奇异函数。
72.【答案】D【解析】由题可得,根据理想变压器伏安变换特性,可得T参数矩阵为。
73.【答案】B【解析】主要考查Y形电阻与△形电阻相互转化方面的知识点。
由△形变为Y形有公式,即分母为三个电阻之和,分子为对应电阻之积。
遇此类问题时要记得公式的正确表达。
74.【答案】C【解析】主要考查KCL定律方面的知识点。
1Ω电阻电流I1=-,(方向向上),再由KCL得I=3+2=5(A)。
此题主要用到KCL定律,要注意电流正负,不遗漏,不重复。
75.【答案】A【解析】如图所示,设=115∠0°A,jX=jωL=j×2π×50×25.5×10-3=j2.55π=j8(Ω),故=12.85∠-63.0°(A)。
76.【答案】C【解析】由题可得,当电路处于谐振状态时,LC发生并联谐振,电感电流与电容电流大小相等、相位相反,可得LC并联端口总电流为0,电流表A的读数为0。
77.【答案】B【解析】非关联参考方向下输出功率计算公式P=UI,代入得I=-4A。
78.【答案】C【解析】由题可得,阻抗中电阻分量R=10cos60°=5Ω,可得阻抗Z吸收的有功功率P=I2R=62×5=180(W)。
79.【答案】C【解析】由题可得,因为u1正极与u2负极相连,可得u1=-u2,又根据端口条件,可得i1=i2,则传输参数为。
80.【答案】B【解析】根据换路定则,接入电源(换路)时刻,电感电流和电容电压不能跃变,又因是串联电路,所以电阻电压也不能跃变。
81.【答案】D【解析】主要考查二阶电路欠阻尼状态方面的知识点。
当时,电路处于欠阻尼状态。
遇到此类问题时,要牢记当R=时,电路处于临界阻尼状态;当时,电路处于过阻尼状态;当时,电路处于欠阻尼状态。
82.【答案】D【解析】叠加定理不适用于非线性电路,功率不能通过叠加定理直接求得,可进行戴维南等效的一端口网络内可以包含外接电路中受控源的控制量,但需要进行控制量转移。
83.【答案】D【解析】(1)闭合开关S瞬间,根据换路定则,有uC(0+)=uC(0-)=0。
(2)闭合开关S稳定后,电容两端电压等于电压源两侧电压,有uC(∞)=6V。
(3)时间常数τ=RC=1×2×10-6=2×10-6(s)=2μs。
(4)根据三要素公式。
84.【答案】B【解析】外加电源法电路如图所示,由KCL定律可得I=Iy+I1,由KVL定律可得3Iy=3I1+3Iy,所以I1=0A,由I=Iy、U=3Iy,Rin==3Ω。
85.【答案】A【解析】主要考查节点电压法运用方面的知识点。
列节点电压方程有,得UA=5V。
本题用节点电压法求解,运用时要先选参考节点,然后依据节点列方程。注意互导的正负。
86.【答案】B【解析】由题可得,等效电阻RAB=(4//4+6)//8+1=5(Ω)。
87.【答案】B【解析】由题得,电路中存在T形耦合电感,去耦后可得右侧支路串联谐振,对外可视为短路,易得输入阻抗为-jΩ。
88.【答案】B【解析】将端口左侧电路等效为戴维南电路,可得开路电压为2V,等效电阻为3Ω,此时端口VCR关系不变,即u=3i+2。
89.【答案】C【解析】主要考查叠加定理运用方面的知识点。
1A单独作用时,U=1×(-1)=-1(V),1Ω电阻流过的电流为-1I,右边回路有1×(1-I)-2I=2U,得I=1A,当6V单独作用时,1A断路,U=0,此时有(1+2)I=6,I=2A,故I=2+1=3(A)。
本题主要用到叠加定理,注意叠加定理使用时,其他电源要置0,即电压源短路,电流源开路,所求量为用叠加定理求得各分量之和。
90.【答案】B【解析】主要考查交流电路中Z、R、X关系方面的知识点。
由公式和cosφ=,可得R=3Ω。
本题主要用到公式=Z和cosφ=,遇到此类题目时,可用公式列方程求解。
91.【答案】C【解析】断开S前,电阻等效为R1,二次侧等效至一次侧的电阻为2R1,对于电压90V,现电压为90×2/3=60(V)。
92.【答案】A【解析】主要考查二阶电路方面的知识点。
二阶电路出现等幅振荡的条件是R=0。
93.【答案】D【解析】由题可得,求R两端戴维南等效电路,可得开路电压Uoc=6V,根据外加电源法求得等效电阻Req=6Ω,根据串联电阻分压有Uab=2V,可得R=3Ω。
94.【答案】A【解析】设=200∠0°V,则
故P1=UABIAcos()=×1×cos[30°-(-30°)]=。
95.【答案】D【解析】各元件的功率情况为:
(1)电阻元件消耗电能,其电压是与电流同频率、同相位的正弦量;
(2)电感从电源吸取的能量等于返回给电源的能量,不消耗能量,是一个储能元件,其电压是与电流同频率的正弦量,电压超前电流90°,感抗表现了电感元件对交流电的阻碍作用,对直流电流可视为短路,有功功率为0,无功功率表示电感元件与电源之间能量交换的规模,规定等于瞬时功率最大值,单位为Var,QL=ULI=I2XL;
(3)电容元件可积聚电荷和储存电场势能,其电压是与电流同频率的正弦量,电压落后电流90°,容抗表现了电容元件对交流电的阻碍作用,对直流电流可视为开路,功率计算同电感,注意方向,有功功率P=I2R=102×10=1000(W)=1kW,无功功率Q=QL-QC=102×(8-6)=200(Var),视在功率=1020(V·A)=1.02kV·A。
96.【答案】A【解析】主要考查无源网络线性方程求解方面的知识点。
无源网络线性方程有I=k1US+k2IS,代入已知两组数据可得k1=、k2=,所以I=,当U=4V、IS=2A时,I=15A。
本题主要依题意列线性方程I=k1US+k2IS,一般遇此类列无源网络线性方程时,要注意分析题目要求,列出适当的方程组后,求解即可。
97.【答案】D【解析】电感电压与电流之间的关系是微分关系,即uL==0.001×1000×2×cos1000t(V),故电感电压的有效值UL==1.414(V)。
98.【答案】B【解析】uC(0+)=uC(0-)=3V,uC(∞)==2(V)
99.【答案】C【解析】根据电容电压计算公式uC(t)=uC(0)+,代入可得t=3s时电容电压为4V。
100.【答案】A【解析】进行Y-△变换,如图(a)所示。
做一相等值电路如图(b)所示。
设电流表的读数为30A,则
解得Q=-9kVar。
101.【答案】A【解析】主要考查正弦交流电定义方面的知识点。
在正弦交流电中有最大值Um=,要牢记。
102.【答案】D【解析】由题得,当S1、S2均闭合时,各电流表的读数均为17.3A,可得线电流大小为17.3A,因为三相对称负载为三角形连接,所以相电流为10A,线电压为10ZV。当S2闭合、S1断开时,IAB=IBC=UAC/2ZA,IAC=UAC/ZA,根据KCL定律可得I1=I3=15A,I2=0,根据功率计算公式可得此时的三相功率为2.25kW。
103.【答案】C【解析】i=Imsin(ωt+φi)=(1)
把t=代入式(1)可得,即ω=200π=2πf,f=100Hz。
104.【答案】C【解析】根据KCL定律可得左侧5Ω电阻上的电流为3-I(方向由上至下),根据KVL定律可得5I=5×(3-I)+2,求得I=1.7A。
105.【答案】C【解析】由题可得,电流=5∠30°(A),由无功功率计算公式P=UIsinθ=100×5×sin(-60°)=-433(Var)。
106.【答案】C【解析】主要考查正弦交流电计算方面的知识点。
接在直流电源上时,由P=得R=,改接在正弦交流电源上时,先求有效值U1,有,联立方程解得U1=,故电压最大值Um==10(V)。
本题主要用到功率公式P=,最大值Um=,解此类问题时,可根据题目已知条件,先求有效值,再求最大值。
107.【答案】B【解析】设总电流为,由并联电路各支路的电流公式
故×{j4+[3//(-j4)]}=(3-j4)×=16∠0°(V)。
108.【答案】C【解析】设=IC∠0°A,则IL=IC=I=0.5A,如图所示。
以电压源为参考相量,做出S断开和闭合时的相量图,因为电流的有效值均为0.5A,且RL串联支路的阻抗角为30°,根据几何知识可得(S闭合后的总电流)构成等边三角形,则IL=0.5A,可得RL串联支路阻抗模为440Ω,由阻抗角为30°,可得电感的感抗为220Ω。
109.【答案】B【解析】主要考查零输入方面的知识点。
因为是零输入,没有稳定电源供应输入,只能靠动态元件储能供应,故没有稳态分量,只有暂态分量。
动态元件产生的零输入响应中只有暂态分量,切记。
110.【答案】B【解析】在直流电源下,电感线圈的电阻R==10Ω,电感等效为电阻R,换成交流电源,电感部分等效为R+jωL。
111.【答案】A【解析】电源为三相对称电源,且UNN'=0,电源中性点与负载中性点等电位,流过负载Z1、Z2、Z3的电流为三相对称交流,说明电路中负载为对称负载,三相负载的阻抗相等条件成立。
112.【答案】B【解析】主要考查单相变压器一次侧电压计算方面的知识点。
二次侧开路无电流,即一次侧线圈无感应电压,所以一次侧电压之和为U1=220V,U12==110(V)。
113.【答案】D【解析】有源二端网络的开路电压为短路电流乘以等效内阻,即12×8=96(V)。
114.【答案】D【解析】对于节点电压方程,等号右边流入节点的电流源取正,流出取负。
115.【答案】A【解析】主要考查交流电路中Z、R、X、L关系方面的知识点。
闭合S时由公式,断开S时由公式,联立可得R=18Ω。
本题主要用到交流电路阻抗关系公式=Z,解此类问题时要注意该公式的运用。
116.【答案】D【解析】因为换路后uC(0+)=uC(0-),换路前,电容相当于开路,uC(0-)=×6=4(V),所以uC(0+)=4V。
117.【答案】A【解析】由题可得开路电压Uoc=10×=-1(V),将电压源置0后,可得等效电阻5//5+2//3=3.7(Ω)。
118.【答案】C【解析】如图所示,由节点①列写KCL有I1=1+2=3(A),则U=3×1-1=2(V),故P发=UI=2×1=2(W)。
119.【答案】A【解析】I=
120.【答案】C【解析】如图所示,令=10∠0°A,根据并联分流关系,=14.1∠-47.3°A,有P=I2R≈1600W。
121.【答案】B【解析】主要考查正弦交流电定义方面的知识点。
由Um=得有效值U==5(V)。
在正弦交流电中有最大值Um=,要牢记。
122.【答案】A【解析】主要考查叠加定理运用方面的知识点。
叠加定理:当2A单独作用时,UAB=2×2=4V,US单独作用时,UAB=-US=-3V,故UAB=4-3=1(V)。
本题主要用到叠加定理,注意使用叠加定理时,要将其他电源置0,即电压源短路,电流源开路,所求量为用叠加定理求得各分量之和。
123.【答案】D【解析】主要考查网孔电流法相关概念方面的知识点。
列网孔电流方程时,自阻总为正,互阻的正负由流过该互阻的总电流方向与参考方向决定,有正有负。两网孔电流在共有支路上参考方向相同起叠加作用,互阻为正。
124.【答案】A【解析】考查正弦量四种形式之间的转换。
125.【答案】D【解析】从ab看进去时,电流源置0视为断路,等效电阻为R2。
126.【答案】D【解析】Y形连接,线电压为相电压的倍,相位超前相电压30°;△形连接,线电流为相电流的倍,相位滞后相电流30°。
127.【答案】C【解析】主要考查变压器输入端电压计算方面的知识点。
一次侧断开,u1为i2通过互感M而得,又,故。
本题主要用到公式,解此类问题时,注意变压器输入端电压u1为二次侧电流感应电压与自端电压之和,列方程时要注意同名端的选取。
128.【答案】A【解析】如图所示,设受控电流源两端电压为U(非关联参考方向)。
由KCL定律有
对回路1列写KVL方程有
2I+8=3I1=6I,I=2A
故U=3I1=12V,P=-3IU=-72W<0。
受控电流源发出功率为72W,即吸收功率为-72W。
129.【答案】A【解析】主要考查二阶电路过阻尼状态方面的知识点。
当时,电路处于过阻尼状态。
遇到此类问题要牢记,当R=时,电路处于临界阻尼状态;当时,电路处于过阻尼状态;当时,电路处于欠阻尼状态。
130.【答案】C【解析】如图所示。
由图可得I1=I+3-5=I-2,因为I=0,所以I1=-2A。
Uoc=2I+3I1+4=3×(-2)+4=-6+4=-2(V)。
电流源按断路处理,电压源按短路处理,等效电阻RS=2+3=5(Ω)。
131.【答案】D【解析】根据KVL可得Uoc=×8=4(V)。
132.【答案】D【解析】对Z所在星形接线进行三角形变换,得到和每个电容并联的阻抗3Z=48+j6Ω,导纳Y=,电容容抗为,容纳为ωC。
由于功率因数为1,并联后,导纳虚部为0,故C==8.16(μF)。
133.【答案】A【解析】主要考查网孔电流法计算方面的知识点。
由网孔电流法得(1.5+3)i1+1.5i3-3i2=6,(3+1+1)i2-3i1+i3=0,i3=0.5A,解得i2=1A,i1=1.83A。
本题主要用网孔电流法解题。遇此类问题时,首先要选取适当的网孔,设网孔电流列方程求解,注意互阻上网孔电流的方向。
134.【答案】B【解析】主要考查空心变压器方面的知识点。
对u1来说,i1流入异名端,一次侧互感电压为上负下正,u1=。对u2来说,i1流入同名端,二次侧互感电压为上负下正,u2=。
解此类题目时要注意同名端,注意互感电压正负。
135.【答案】C【解析】求解此类问题时,需要将电压源置0:
(1)利用戴维南(诺顿)定理分析电路,求戴维南等效电阻;
(2)利用叠加定理分析电路,任一电压源单独作用,其他电压源置0。
本题中,当电压源单独作用时,把电流源所在支路断开,即开路,保留电阻,则并联电路的电阻=20(Ω),总电流I0=15/(40+20)=0.25(A),所以支路电流I为0.125A。同样,当电流源单独作用时,将电压源短接,使其失效,保留内阻。
136.【答案】B【解析】主要考查三相电路相关计算方面的知识点。
将三角形负载转化为Y形连接,有ZY==3+j4,A相阻抗Z=6+j8Ω,A相电流IA==22(A),负载相电压UA=22×=110(V),线电压UA=。
本题主要用到公式ZY=,相电流公式IP=,相电压公式UP=ZIP,遇到负载三角形连接时,可将其先转化为Y形连接,求其相电流后,再由相电压公式求解。
137.【答案】A【解析】主要考查电路电流求解方面的知识点。
列回路电流方程有6I+12=18,得I=1A。
本题主要通过分析电路,列写回路电流方程求解,遇到此类问题时,要注意各相量的正负,列写正确的方程求解。
138.【答案】B【解析】掌握基本概念。
139.【答案】B【解析】主要考查KCL定律求解电流方面的知识点。
设3Ω电阻电流为I(向上),则I=3+i,有3(3+i)=-6i,可得i=-1A。
本题主要用到KCL定律得出3Ω电阻电流,由3Ω电阻与6Ω电阻电压相等列写方程求解。遇到此类求电流问题时,要注意KCL定律的应用。
140.【答案】C【解析】该电路为线性一阶电路,暂态过程依据公式f(t)=f(∞)+[f(0+)-f(∞)]e-τ/t分析,称作三要素分析法。f(t)是电路中任意电压和电流。其中,f(∞)是电量的稳态值;f(0+)是初始值,为0;τ是电路时间常数。在阻容耦合电路中,τ=RC=0.5s,代入公式即可算出答案为(1-e-2t)V。
141.【答案】A【解析】主要考查换路定律定义方面的知识点。
由换路定律可知,电容电压不变,有uC(0+)=10V。
牢记换路定律,即换路时电感电流、电容电压不发生跃变。
142.【答案】B【解析】由题得,设=10∠0°A,可得电容C两端电压为10∠-90°V,电阻电流=10∠-90°A,根据KCL定律可得总电流,根据KVL定律,,即=10XL+j(10XL-10),有,解得XL=0.5Ω。
143.【答案】B【解析】主要考查单相变压器一次侧电压计算方面的知识点。
二次侧开路无电流,即一次侧线圈无感应电压,一次侧电压之和为U2=220V,所以U11==110V。
144.【答案】C【解析】该电路是RLC混联正弦交流电路,根据给定电压,写成复数为。
145.【答案】D【解析】在直流稳态电路中,电感等效为短路,电容等效为开路。
146.【答案】D【解析】主要考查KCL、KVL定律运用方面的知识点。
并联电路电压相等,有4I1=4+4(3-I1),得I1=2A。
本题要注意并联电阻电压相等,正确列写KVL、KCL方程。
147.【答案】B【解析】一般情况下,RLC电路中,换路前后uR可能发生突变;RC电路中,直流电源作用时也有可能使iC发生突变;稳态分量又称为强制分量。
148.【答案】A【解析】由电压表与电流表的读数可得,电压表V1两端阻抗模为17/2Ω,感抗XL为7.5Ω;同理可得,电压表V2两端阻抗模为5Ω,容抗XC为4Ω。根据相位关系,4Ω电压、电感电压、V1构成直角三角形,3Ω电压、电容电压、V2也构成直角三角形,可得电源电压有效值U=。
149.【答案】C【解析】不属于拉普拉斯变换性质的是对偶性质。
150.【答案】A【解析】主要考查电路电流求解方面的知识点。
等效电路图中,2个4Ω电阻并联电阻为4//4=2Ω,因为6//3=2Ω,所以总电流I=24/4+2+2=3(A)。
根据并联电路分流关系计算,可以得到I=0.5A。
151.【答案】B【解析】由全响应公式可得原来的稳态值为10V,当激励变为原来的两倍时,稳态值也变为原来的两倍,即20V,代入全响应公式,可得此时的电路全响应为uC(t)=20-15e-tV。
152.【答案】B【解析】P=U1I1cosφ=×cos85°=10.84(W)。
153.【答案】A【解析】设实际电压源支路上的电流为I1,方向由上至下,根据KCL定律有I+5=I1,根据KVL定律有U=I1+20,联立可得U=25+I。
154.【答案】C【解析】当uS1=10V和iS=2A共同作用时,电感短路,电容开路,由KVL定律易得U=14V;当uS2=和iS=共同作用时,ZL=j4Ω,ZC=-j10Ω,列写节点电压方程+2∠0°,可得=20∠90°V,根据非正弦周期量有效值计算公式可得U==24.4(V)。
155.【答案】D【解析】主要考查电压源、电流源特性方面的知识点。
电压源串联、电流源并联不需要考虑极性、方向问题。电压源并联必须方向、大小一样,故必须同方向、同大小。同理,电流源串联也必须同方向、同大小。
切记,当电压源串联或者电流源并联时不需要考虑极性、方向问题,电压源并联、电流源串联时必须同方向、同大小。
156.【答案】A【解析】如图所示,对回路I列写KVL方程有6+2=U,所以U=8V。
157.【答案】B【解析】由于电流I所在支路将开关S所在支路短路,故。
158.【答案】B【解析】如图所示,发生并联谐振时,相当于开路,即有
故=j20A=20∠90°A。
159.【答案】B【解析】由于电容为储能元件,电压不能突变。
初始值:uC(0+)=uC(0-)=-30V。
稳态值:uC(∞)=-30+2000×2×=-6(V)。
时间常数:τ=RinC=2000×1×10-6=0.002(s)。
依据一阶动态全响应公式f(t)=f(∞)+,则
160.【答案】B【解析】电阻上的电流与电压同相位,电感上的电流滞后电压90°,电容上的电流超前电压90°,可得I=I1-I2=2A,电阻上的电压UR=5×2=10(V),U2==14.14V。
161.【答案】B【解析】由齐次定理和叠加定理可得U=k1IS1+k2IS2,代入数据可得k1=3,k2=2;当IS1=IS2=20A时,U=3×20+2×20=100(V)。
162.【答案】C【解析】主要考查叠加定理方面的知识点。
2V电压源单独作用时,2A电流源相当于开路,有I1==1(A)(向下)。2A电流源单独作用时,2V电压源相当于短路,2个1Ω电阻并联分流,I2==1(A)(向下),I=1+1=2(A)。
注意,应用叠加定理时,单独电压源作用,电流源相当于开路,单独电流源作用时,电压源相当于短路,还要注意各电流、电压的方向。
163.【答案】A【解析】主要考查并联电路电阻与电压关系方面的知识点。
并联电阻电压相同,起分流作用。
遇到此类问题时,要注意并联电阻电压相同、具有分流作用这一特性。
164.【答案】A【解析】打开开关S时,等效电阻Rab=(4+1)//(4+1)=2.5(Ω);闭合开关S时,等效电阻Rab=4//4+1//1=2.5(Ω)。
165.【答案】B【解析】主要考查正弦交流电表示法方面的知识点。
电压瞬时值表达式为u==537sin(ωt+θ)(V),由题可知,t=0时,u=380V,代入得θ=45°。
牢记电压瞬时值表达式U=。
166.【答案】A【解析】主要考查节点电压法运用方面的知识点。
节点电压方程为。
本题用节点电压法求解,运用时要先选参考节点,然后依据节点列方程。注意自导为正,互导为负。
167.【答案】C【解析】列写回路电流方程为(100+5)I2-5I1=US,20I1-5I2=-4,又有I2=I=0,代入可得US=1V。
168.【答案】A【解析】由齐次定理和叠加定理可得,通过R的电流I满足I=kUS+b(b为线性有源网络中单独作用时产生的电流分量),代入数据可得k=0.5,b=2;当US=12V时,通过R的电流为I=8A。
169.【答案】D【解析】由题可得,当闭合开关S时,电压表V1和V2的读数分别为220V和0V,该电路为对称三相电路,电源相电压为220V。断开开关S后,三相电路剩余两相构成回路,设=220∠0°V,由KVL定律可得2,有×Z=190∠-90°V,=-110V,所以V1和V2的读数分别为190V和110V。
170.【答案】D【解析】答案D需符合有效性条件,不是必然存在。
171.【答案】B【解析】主要考查恒流源定义及特性方面的知识点。
当恒流源开路时,不能形成回路,无电流,也没有功率损耗。
172.【答案】C【解析】基尔霍夫电流定律揭示了节点中电荷守恒定律:在任一电路中,任一节点上的所有支路电流的代数和在任一时刻都等于0。应用KCL定律时,首先要指定每一支路电流的方向,若参考方向离开电流节点方向为正,则指向节点方向为负;反之亦然。根据基尔霍夫电流定律可知,I1+I2-I3=0,因此I3=I1+I2=-7A。
173.【答案】C【解析】设A点电位为UA,根据KCL定律可得,解出A点电位为2.5V。
174.【答案】C【解析】由题可得,总的等效电阻与RL相等,即R总=10+60//30//RL=RL,解得RL=20Ω。
175.【答案】B【解析】U1=4V,则2U1=8V,故受控源吸收的功率为1×8=8(W)。
176.【答案】A【解析】根据平均功率公式
注意:区分平均值和有效值的计算方式。
177.【答案】A【解析】根据网孔电流法,可得网孔1的电流方程为(8+3)Im1-3Im2=5,化简可得11Im1-3Im2=5。
178.【答案】A【解析】如图所示,对虚线框内广义节点列写KCL方程有I1+3+4=6,所以I1=-1A。对节点①列写KCL方程有2=I+(-10)+I1,所以2=I+(-10)+(-1),I=13A。
179.【答案】D【解析】(150-j150)=50-j50(Ω)。
做一相等值电路,有∠45°(A),故∠-30°=∠15°A。
180.【答案】C【解析】如图所示,节点①的KCL方程为I2=I+6。
对大回路列写KVL方程有
12=2I+1×I2+3I
⇒12=2I+I+6+3I⇒I=1A
181.【答案】B【解析】由题可得,要使功率因数补偿到1,只需让并联C后的总阻抗虚部为0,即Z=,可得C=0.16F。
182.【答案】B【解析】主要考查电阻串、并联计算方面的知识点。
从右边2个5Ω电阻串联与10Ω电阻并联看,有R'==5(Ω),与中间2个5Ω电阻串联得15Ω,再与左边的10Ω电阻并联得R=6Ω。
此题主要用到电阻串联、并联的一些计算公式,并联电阻公式,串联等效电阻等于各电阻之和。
183.【答案】A【解析】二端网络的端口电压超前电流的角度等于功率因数角;等效导纳的辐角与功率因数角互为相反数;有功功率与视在功率的比值等于功率因数角;有功功率与视在功率比值的反余弦函数值等于功率因数角。
184.【答案】C【解析】如图所示,∠-45°(A),可知电流i滞后uS45°。
185.【答案】C【解析】由题可得,当US=200V作用时,电感相当于短路,电容相当于开路,电压表读数为0,电流表读数为200/50=4(A);当US=100cos3ωtV作用时,3ωL=1/3ωC,LC并联谐振,对外等效为开路,电流表读数为0,电压表读数为电源电压有效值,根据非正弦周期量有效值计算公式可得,电压表的读数为,即70.7V,电流表的读数为4A。
186.【答案】B【解析】换路定律的本质是动态元件在换路瞬间的能量守恒;换路前后电容电压和电感电流保持不变;RLC二阶电路也遵循换路定律。
187.【答案】B【解析】该电路中端电压U不变,因外电路不变,所以输出电流不变,R支路上电流因R变化而变化。
188.【答案】B【解析】由广义节点可得A、B之间导线上的电流为0,根据电位差概念,可得UAB=-1V。
189.【答案】C【解析】根据电阻串联分压关系,a、b端的开路电压为R1R2串联后,US在R2上的分压。
190.【答案】B【解析】按图示电流,方向由a→b为正。
191.【答案】A【解析】因为换路前后iL(0+)=iL(0-),不跃变,故可求换路前iL。
换路前:iL==2(A),所以iL(0+)=2A。
192.【答案】B【解析】Y形连接和△形连接等效变换,在对称情况下,端口等效电阻
193.【答案】A【解析】因为R=7kΩ>=6000(Ω),所以为非振荡。
194.【答案】B【解析】由题可得,同向串联时可得阻抗模为100Ω,等效电感Leq1=L1+L2+2M=10H;反向串联时可得阻抗模为20Ω,等效电感Leq1=L1+L2-2M=2H。联立可得互感M=2H。
195.【答案】B【解析】由题可得阻抗模为5Ω,根据阻抗三角形可得功率因数λ=cosφ=3/5=0.6。
196.【答案】A【解析】由两个信号的幅度频谱相同,可得各次谐波分量的有效值相等,两个信号的有效值相等;由两个信号的相位频谱不同,可得两个信号波形不同,最大值不相等。
197.【答案】C【解析】主要考查RC电路时间常数求解方面的知识点。
由=5得τ=0.2s。
注意RC一阶电路时间常数τ=RC。
198.【答案】A【解析】独立的节点电压方程个数为n-1,即8-1=7。
199.【答案】C【解析】由题可得,电压频率增加一倍而保持各支路电流有效值不变,可得电阻电流I1保持不变,电感电流I2因感抗增大一倍而减小到5A,电容电流I3因容抗减小一半而增大到20A。
200.【答案】B【解析】直流输电系统等效电路如图所示。
201.【答案】C【解析】外加电源法电路如图所示。
由KCL定律可知I=I1+I2,由KVL定律可知5I1=5I2+3I,U=5I1,Rin==4Ω。
202.【答案】C【解析】特征根与激励和初始储能均无关;衰减振荡放电过程时,特征根为一对共轭复数;特征根不可能为正值。
203.【答案】C【解析】主要考查电路支路概念方面的知识点。
由定义可知,通过同一电流的线路即为支路。由题意,将电压源与电阻串联、电流源与电阻并联看作一个支路,图中共有7个支路。
本题主要需要清楚理解电路支路概念,注意不重复、不遗漏。
204.【答案】B【解析】由题可得,根据总有功功率计算公式P=3I2R可得每相阻抗中的电阻分量为2Ω,因负载为Y形连接,可得相电压为,阻抗模为,又因为负载为感性,所以可得电抗分量为。
205.【答案】D【解析】由图(b)可知,角频率小于1000rad/s时,uo/ui=1,uo1=10V,角频率为10000rad/s时,uo/ui=0.1,uo2=1V。
206.【答案】C【解析】主要考查一阶电路全响应方面的知识点。零状态响应表示为uC(t)=uC(∞)+,完全响应表示为uC=10+(3-10)e-5tV,故uC(∞)=10V,uC(t)=10-10e-5tV。
遇到求电容电压响应方面问题时,有电容电压全响应公式uC(t)=uC(∞)+[uC(0+)-,零输入响应公式,零状态响应公式uC(t)=uC(∞)-,其中τ=RC。
207.【答案】C【解析】uL==70×10-3××314cos314tV,T==0.02(s),故=70×10-3××314cos=155.4(V)。注意括号内按弧度计算,即。
208.【答案】C【解析】假设A相绕组接反了,即UA→-UA,UAB=-UA-UB=UC(UA+UB+UC=0),所以还是220V,UBC=UB-UC,还是380V,UCA=UC-(-UA)=UC+UA=-UB,还是220V。
209.【答案】A【解析】去耦等效电路如图所示。
因此,等效电感为
210.【答案】A【解析】在RLC串联电路中,电容存在隔直作用,直流分量为0。
(1)基频分量时,有
(2)三次谐波分量时,有
综合上述计算可知
211.【答案】A【解析】主要考查电路电流方面的知识点。
左右两边各自形成独立回路,电流i流过的支路不能构成完整回路,故为0。
本题主要用到分析电路求电流的方法。
212.【答案】C【解析】由于uS(t)中含有直流、一倍频、二倍频分量,u(t)中仅含有一倍频分量,故二倍频分量作用时,L1、C1发生并联谐振,等效为开路,使u(t)中没有二倍频分量,故
213.【答案】C【解析】主要考查三相电路功率计算方面的知识点。
用两功率表法测量的总功率为各功率表读数之和,故总功率为10-5=5(W)。
注意两功率表法测量功率的原理,即各功率表读数之和为电路的总功率。
214.【答案】D【解析】根据换路定律,uC(0+)=uC(0-)=0,在t=0+时刻,将电容等效为大小相等、方向相同的电压源(此题中,因电压为0,故等效为短路线),根据KVL定律可得iC(0+)=2A。
215.【答案】A【解析】如图所示,根据外加电源法求解输入电阻,根据KCL定律可得R2上电流为(1+β)i1,根据KVL定律可得U=R1i1+R2×(1+β)i1,则输入电阻Uab=U/i1=R1+(1+β)R2。
216.【答案】A【解析】根据换路定律,uC(0+)=uC(0-)=0,在t=0+时刻,将电容等效为大小相等、方向相同的电压源(此题中,因电压为0,故等效为短路线),根据KVL定律可得i(0+)=1A。
217.【答案】A【解析】如图所示,设=1000∠0°V,P=ULIcosφ,则
218.【答案】B【解析】用于求解过渡过程响应的三要素法适用于一阶电路,包括一阶直流电路与一阶交流电路。三要素法不适用于二阶电路。
219.【答案】A【解析】由,得
220.【答案】B【解析】主要考查回路电流法概念方面的知识点。
基尔霍夫第一定律,即一节点流入与流出电流之和为0。回路电流法是基于此得出的,故自动满足基尔霍夫第一定律。
本题主要考查回路电流法的满足条件。回路电流法是以一组独立回路电流作为变量列写方程求解电路变量的方法。
221.【答案】B【解析】电阻R上的电压为0,则电流为0,无电流流过,可知电感支路与电容支路的电流大小相等、方向相反,即IL=IC。
222.【答案】A【解析】=5(Ω),则R=5-4=1(Ω)。
由于发生串联谐振,应有ωL=,故C==1.0(μF)。
223.【答案】B【解析】主要考查一阶电路电感电流响应方面的知识点。
由换路定律可知iL(0+)=iL(0-)==3(A),闭合S,电路处于稳态时,iL(∞)=0A,根据三要素公式,答案选B。
此题主要用到一阶电路电感电流求解公式。遇到求电感电流响应方面的问题时,有电感电流全响应公式iL(t)=iL(∞)+,电感电压公式uL=。
224.【答案】B【解析】换路前,两个6Ω电阻并联分流,由换路定律可得iL(0+)=iL(0-)=-1A。换路后,由节点电压法,可得右侧6Ω电阻两端电压为9V(上正下负),iL(∞)=-0.5A,等效电阻为8Ω,时间常数τ=,代入三要素公式,可得答案B。
225.【答案】C【解析】通过实际电压源的等效变换,可将Ia两端等效为实际电压源,列KVL方程得Ia=3A,如图所示。
226.【答案】B【解析】如图所示,由诺顿定理:短路电流为2A,即Isc=2A时,有
故Uoc=ReqIsc=30×2=60(V)。
227.【答案】C【解析】解法一:电容电流iC=,电阻R上的电流和电容上的电流一样。
根据KVL定律,有公式
式中,uC为电容电压,当t=0+时,uC=0。
将公式化简,得US=,即。
解法二:当t=0+时,iC(0+)=,有。
228.【答案】D【解析】由题得,对端口左侧电路等效变换,得最简电路如图所示。
可得戴维南等效电路参数中开路电压为-15V,等效电阻为20Ω。
229.【答案】B【解析】主要考查受控源表示方面的知识点。
VCVS为电压控制电压源。VCCS为电压控制电流源。CCVS为电流控制电压源。CCCS为电流控制电流源。
谨记各种受控源的英文表示。
230.【答案】B。
231.【答案】B【解析】根据非正弦电流有效值计算公式可得I=。
232.【答案】D【解析】在直流电路中,线圈相当于一根导线,电阻很小,近似为0。根据欧姆定律,可得加在其上的电压也近似等于0。
233.【答案】A【解析】主要考查一阶电路电感电流响应方面的知识点。
由换路定律可知iL(0+)=iL(0-)=10×=5(mA),闭合开关S后,电路达到稳态时,电感短路,左右各自构成回路,有iL(∞)==10(mA),等效电阻R=(1+1)//2=1(kΩ),时间常数τ=,所以iL(t)=10-5e-1000tmA。
遇到求电感电流响应方面的问题时,有电感电流全响应公式iL(t)=iL(∞)+[iL(0+)-,零输入与零响应可由此公式推导得出。
234.【答案】B【解析】主要考查正弦交流电路方面的知识点。
串联电路,电流相同,白炽灯实际功率P=I2R,与电阻R成正比。25W白炽灯电阻明显大,故实际功率大,较亮。
本题主要用到公式P=I2R,解此类问题时,实际上就是求白炽灯实际功率的问题,注意公式的运用。
235.【答案】A【解析】主要考查一阶电路电感电流响应方面的知识点。
未闭合开关S时,由换路定律有iL(0+)=iL(0-)=,uC(0+)=uC(0-)=×6=8(V),当闭合S时,对L有iL(∞)=12/3=4(A),时间常数τ==1/3s,此时iL=4+=4-;对C有uC(∞)=0,时间常数τ=RC=8s,此时uC=,故iC=,i(t)=4-。
此题主要用到一阶电路电感电流求解公式。遇到求电感电流响应方面的问题时,有电感电流全响应公式iL(t)=iL(∞)+,零输入与零响应可由此公式推导得出。
236.【答案】D【解析】先求Uoc,等效电路如图所示。
根据等效电路列出
3I×2+2I+4+2I=2
⇒I=-0.2A
⇒Uoc=-2I=0.4V
再求Req,等效电路如图所示。
根据等效电路列出
综上,RL获得最大功率为
237.【答案】B【解析】相未断开(闭合S)时,相电流Iph=1A,相电压Iph·Z=ZV,因此线电压为,断开S后,电路实际可由KVL定律得到UBC=I'·2Z,即=I'·2Z,I'=。
238.【答案】C【解析】由题得,求R两端戴维南等效电路,开路电压Uoc=2V,等效电阻Req=3Ω,根据最大功率传输定理可得R获得的最大功率为22/4×3=1/3(W)。
239.【答案】D【解析】主要考查KVL、KCL定律运用方面的知识点。
设8Ω和10Ω电阻上的电流分别为I1与I2,方向向左,列两个回路方程有8I1+10-6=0,10I2+10=0,可得I1=-,I2=-1A,由节点KCL方程,10V电压源的流出电流I=-=3.5(A),故发出的功率P=UI=-35W。
此题主要应分清电路,列写正确的KVL、KCL方程。
240.【答案】B【解析】主要考查正弦交流电路中功率计算方面的知识点。
由分析可知,接入直流电流时,电感被视为短路,由焦耳定律可得电阻R=U2/P,接入50Hz交流电源时,有功功率均由电阻消耗,可得此时电流I=,阻抗模为U/I,由阻抗三角形可求得感抗XL,最终可得L=0.128H。
241.【答案】A【解析】根据理想变压器阻抗变换性质可得,等效到一次侧的负载电阻为100/n2Ω,根据最大功率传输定理,要使二次侧的负载电阻获得最大功率,应有100/n2=1,解得n=10。此时负载所获最大功率PLmax=U2/4Req=100/4=25(W)。
242.【答案】D【解析】典型的黑箱电路问题,列方程为
解得k1=0.4,k2=-0.1,I=2k1-2k2=2×0.4-2×(-0.1)=1.0(A)
243.【答案】C【解析】由广义KCL可知,将10Ω支路看作一个广义节点,由流入该节点的电流等于流出该节点的电流,有i+2=1+5,i=4A。
244.【答案】B【解析】由题可得如下解题过程。
第一步:计算电感。
由题得基波作用下左侧支路发生串联谐振,即L==1mH。
第二步:计算电容。
由题得三次谐波作用下发生并联谐振,左侧支路的总阻抗Z=j3ωL-j,等效电感Leq=,C==1.25μF,将u中的三次谐波分量全部取出,发生并联谐振。
245.【答案】B【解析】主要考查戴维南等效电路求解方面的知识点。
Uoc即4Ω电阻上的压降,由叠加定理有:1A单独作用时,U1=1×=1(V);3V电压源单独作用时,U2==-1.5(V),故U=-1.5+1=-0.5(V)。
246.【答案】C【解析】电路变换如图所示。
由图可知,戴维南等效电路中的电压源US=50+50=100(V),等效内阻Rin=5Ω。
247.【答案】A【解析】根据线性电路的戴维南定理,图(a)和图(b)电路等效指的是对外电路电压和电流相同,即电路中20Ω电阻中的电流为1A。由基尔霍夫电流定律可知,流过图(a)中10Ω电阻中的电流I=2-IR=1A,方向向上,由于I的参考方向与实际方向相同,所以电路中10Ω电阻的电流为1A。
248.【答案】D【解析】主要考查端口等效电阻求解方面的知识点。
电阻对称相等时,有R△=3RY,故3个150Ω电阻Y形连接转化为R△=3×150=450(Ω),此时为2个450//150电阻串联再与450Ω电阻并联,有Req=(450//150+450//150)//450=150(Ω)。
此题用到公式R△=3RY,即并联电阻求解公式。遇到此类问题时,要分清哪几个电阻并联,哪几个电阻串联,列串并联方程求解即可。
249.【答案】A【解析】设相电压=220∠0°V,先进行星形-三角形转换,则==8+j4(Ω)。
总等效阻抗Zeq=+ZL=8+j4+j2=8+j6=10∠36.87°(Ω)。
原电路负载线电流=22∠-36.87°(A)。
250.【答案】C【解析】主要考查RLC电路的谐振条件和基本知识。
251.【答案】C【解析】(1)求Uoc,如图所示。
由图有2I=-I,I=0,Uoc=6V。
(2)求Req,如图所示。
由图有I0+2I+I=0,I0=-3I,U=-3I,Req==1Ω,pmax==9(W)。
252.【答案】A【解析】主要考查网孔电流法运用方面的知识点。
网孔电流方程为(1+25+4)I1-45I0-25I2=20,(2+8+25)I2-90I0-25I1=-130,I0=I1-I2,则25Ω电阻的功率P==100W。
列网孔电流方程时,要先选取合适的网孔电流,一般以电流源单独出现在一个支路的电流为网孔电流,注意功率公式P=的运用。
253.【答案】C【解析】由题得,若某相突然断掉,则其余两相负载将构成串联关系,由串联分压可得两相负载的相电压=线电压/2=380/2=190(V)。
254.【答案】A【解析】主要考查电阻的功率与电阻、电压之间关系计算方面的知识点。
由P=,代入数据得R=200Ω。
此题主要用到功率公式P=,以后求电阻功率时可用此公式。
255.【答案】A【解析】主要考查网孔电流法运用方面的知识点。
网孔电流方程为(20+10)I1-10I2=15-6-10,(10+1)I2-10I1+1I3=10-1.5,I3=0.5A,求解得I2=1A,故I=1+0.5=1.5(A)。
列网孔电流方程时,注意选电流源单独出现在一个支路的电流为网孔电流,共同作用的支路电流为各支路电流之和。
256.【答案】D【解析】由题得,不对称负载的三相电路接有中线时,负载相电压保持对称,根据相位关系得到=10∠0°A,=10∠-30°A,=10∠30°A,则中线电流根据KCL定律为27.32A。
257.【答案】B【解析】主要考查正弦交流电路中电阻伏安特性表示方面的知识点。
由分析可知,电阻在交流电路中,伏安特性只有两种情况,即相量表达式、瞬时表达式u=iR。
258.【答案】C【解析】RLC电路中,总无功功率为电感与电容无功功率相互抵消后的值,视在功率定义为S=,可得S2=P2+(QL-QC)2。
259.【答案】C【解析】答案A,理想电压源US=U,端电压U不变;答案B,输出电流取决于外电路,由于外电路不变,因此输出电流也不变;答案C,电阻R支路电流=,与电阻有关。
260.【答案】A【解析】根据诺顿定理相关定义可得答案为A。
261.【答案】D【解析】由题得U1=2×5=10(V),对右侧回路有KVL方程3=10×0.5×10+Ubc,可得Ubc=-47V,则b、c之间受控电流源发出的功率为47×0.5×10=235(W)。
262.【答案】B【解析】主要考查电压与电位概念方面的知识点。
由Uab定义知,Uab即a、b两点之间的压降,Uab=Ua-Ub,代入数据得Ub=-6V。
此题主要用到公式Uab=Ua-Ub,由电位定义得到,求电位时可运用。
263.【答案】A【解析】主要考查电路特性方面的知识点。
电路即是电流的通路。
264.【答案】B【解析】主要考查叠加定理运用方面的知识点。
6V电压源单独作用时,电流源开路,有I==0.5(A)(方向向下),当2A电流源单独作用时,电压源短路,6Ω电阻并联分流有I=2×=1(A)(方向向上),故I=0.5-1=-0.5(A)。
本题主要应用叠加定理,一般步骤为先分清独立源,当一个独立源单独作用时,其他独立源被置0,即电流源相当于开路,电压源相当于短路,最终求得的量为用叠加定理求得的各分量的代数和。
265.【答案】B【解析】主要考查电阻电路的u、i关联及非关联参考方向的识别、欧姆定律表示方面的知识点。
u与i为非关联参考方向,电阻压降为Ri,故u=-Ri。
此题主要是对电阻电路的u、i关联及非关联参考方向进行识别,能正确列电路方程。
266.【答案】D【解析】P==10kW,UL=380V,cosφ=0.6,则IL=,设=IL∠0°A,则
267.【答案】D【解析】含有两个独立动态元件的线性电路,要用线性常系数二阶微分方程来求解,故称为二阶电路。
268.【答案】A【解析】两功率表法仅适用于三相三线制电路,主要考查三相功率的计量方法。
269.【答案】C【解析】在一定条件下,电路达到一种稳态,当条件改变后,电路就向新的稳态变化,电路从一种稳态向另一种稳态变化的过程被称为过渡过程或暂态过程。产生暂态过程的外因是电路发生换路,如接通或断开等;内因是电路中含有储能元件,所储存的能量不能跃变,积累和消耗都需要一定的时间。
答案A,暂态过程为在阶跃电压作用下从开始发生变化到逐渐趋于稳态的过程,断开开关后,左边电路无储能元件,无暂态过程,右边电路出现暂态过程。
答案B,依据换路定律,在换路时刻,电感电流和电容电压不发生突变。
答案D,在t=0时刻,断开开关,电流i1立即等于iS,电容电压不发生突变,电流i2在t=0时刻不发生突变,后逐步衰减到0。
270.【答案】A【解析】主要考查节点电压法运用方面的知识点。
列节点电压方程=7,解得U1=12V,U2=6V,所以I1=6A。其中,U1、U2分别为节点1、节点2的电压。
本题用到节点电压法,遇此类问题时,首先要选取参考节点,然后设参考电压,最后列方程求解。列方程时要注意互导为负。
271.【答案】B【解析】图中I的参考方向与10V电压源方向相反,电阻是耗能元件,吸收的功率P=I2R,根据电路消耗电功率为2W,可得(8+R)I2=2。根据基尔霍夫电压(KVL)定律,ΣU=0,得-(8+R)I=10。
另解:因为消耗电功率,所以判断电流I为负,与参考方向相反。P=I2R,电阻消耗电功率只可能为正。根据KVL定律,环路电压升高等于电压降落,按照现有电流参考方向,-(8+R)I=10。
272.【答案】D【解析】若将两个电压源的大小同时调节为原来的0.5倍,则电阻上的电流将变为原来的0.5倍,功率将变成原来的0.25倍;电压响应有可能比其中任意一个电压源单独作用时要大,也有可能比其中任意一个电压源单独作用时要小;将两个电压源的频率同时调节为原来的5倍,若该电路为纯电阻电路,则电阻的功率可能不变。
273.【答案】B【解析】根据伏安特性曲线,可得伏安特性方程U=-,与端口等效戴维南电路的KVL方程U=IReq+Uoc相对应,可得Uoc=1V,Req=-0.5Ω。
274.【答案】B【解析】主要考查节点电压法运用方面的知识点。
节点电压法适用于节点数较少、支路较多的电路,当选取一个基准节点后,其他节点相对于这个节点的相对电压就可以运用KCL定律和欧姆定律直接表示,方便求解。
275.【答案】C【解析】主要考查电压、电位求解方面的知识点。
设1Ω电阻流过的电流为I,方向向右,由KVL定律有(1+2)I-6=0,得I=2A,故A点电位为2-5+0=-3(V)。
本题主要用到电位求解公式UAB=UA-UB,遇到此类求解问题时,先分析电路,再运用公式求解。
276.【答案】B【解析】主要考查三相四线制电路是否对称方面的知识点。
三相电路中有中性线。中性线用于使三相不平衡负载的相电压保持平衡。中性线提供不平衡电流的流通渠道。不平衡电流通过中性线流向供电变压器,各相相电压仍然对称。
切记:三相电路中,中性线的作用就是当三相负载不平衡时,仍能保持相电压对称。
277.【答案】A【解析】由回路电流法和节点电压法可知,自电阻恒为正,互电阻可为正、负、0,自电导恒为正,互电导恒为负。
278.【答案】C【解析】基于理想电源串联和理想电源并联的两个性质,可知答案为C。
279.【答案】C【解析】对整体回路KVL可得,IS×1+UAB=US,代入数据得UAB=1V。
280.【答案】B【解析】主要考查三相电路计算方面的知识点。
三相电路中,当三相电源为△形连接时,相电压等于线电压,只有在△形连接时才能满足负载额定电压为380V。
牢记三相电源为△形连接时,相电压等于线电压,Y形连接时,相电压UP=。
281.【答案】D【解析】由题得,当t<0时,电路处于稳态,可得uC(0-)=6V,根据换路定律可得uC(0+)=uC(0-)=6V,换路后可求得uC(∞)=3V,时间常数τ=ReqC=5×0.1=0.5(s),由三要素法可得uC(t)=3+3e-2tV,iC(t)=-0.6e-2tA。
282.【答案】B【解析】用线性关系求解黑箱电路。
当US=5V时,5k1=2→k1=;当US=7.5V时,U=7.5k1=7.5×=3(V)。
283.【答案】D【解析】答案A中u不是电阻两端电压。答案B中u-i时域表达式错误。答案C中电感电流计算公式错误。答案D为电感电压计算公式。
284.【答案】B【解析】信号源输出最大功率的条件是电源内阻与负载电阻相等,电路中的实际负载电阻折合到变压器的一次侧为=RS=40Ω,k==2,故折合到变压器一次侧时,u1=uS=40sinωtV,u2==20sinωtV,负载电阻=40+40=80(Ω),等于电源内阻。
285.【答案】D【解析】主要考查正弦电压表达式方面的知识点。
由ω=2πf得ω=100π,最大值Um=100×=141.4(V)。
本题主要用到正弦电压公式u=,ω=2πf,遇到此类求正弦电压的题目时,可直接运用公式求解。
286.【答案】B【解析】主要考查节点电压法运用方面的知识点。
断开S,列节点电压方程,得UA=-5V。
本题用节点电压法求解,要先选参考节点,然后依据节点列方程。注意互导的正负。
287.【答案】C【解析】主要考查RL电路电压、电流关系方面的知识点。
电压表的读数为R与L上的电压和,L上的电压超前R上电压90°,有=1002,得U2=80V。
本题主要用到电感电压超前电流90°,遇此类问题时,要注意电感电压超前电流90°,电阻电压与电流同向。
288.【答案】C【解析】根据空心变压器反射阻抗公式可得Zf=,一次侧等效阻抗为j3.5ω,可得等效电感为3.5H。
289.【答案】A【解析】主要考查二阶电路几种状态方面的知识点。
当R>时,电路处于过阻尼状态。
遇到此类问题时,要牢记当R=时电路处于临界阻尼状态,当R>时电路处于过阻尼状态,当R<时电路处于欠阻尼状态。
290.【答案】B【解析】主要考查电路中电压、电流参考方向识别方面的知识点。
U与I非关联,可列方程U=-RI,得R=-5Ω。
本题主要根据题意列出正确的欧姆方程,遇到U与I非关联时,可列方程U=-RI求解。
291.【答案】C【解析】主要考查三线四线制电路中线电压求解方面的知识点。
相线与相线之间的电压为线电压。线电压等于倍的相电压,即UL=×220=380(V)。
本题主要用到公式UL=,若已知相电压,就可以运用此公式求解线电压。
292.【答案】A【解析】由题得,两根短路线构造出四个等电位点,则等效电阻RAB=40/4=10(Ω)。
293.【答案】D【解析】(1)求开路电压,即
(2)求等效阻抗,即
当ZL==8+j26Ω时,得
如图所示。
294.【答案】A【解析】主要考查戴维南定理方面的知识点。
含独立源的线性电阻单口网络NS就端口特征而言,可以等效为电压源与电阻串联。这就是戴维南定理,适用于线性网络。
295.【答案】D【解析】在由多个电源共同作用的线性电路中,各支路电流(或元件的端电压)等于各电源单独作用时,在该支路产生电流(或电压)的代数和,即当一个电源单独作用时,将其他不作用的电源置0,不作用的电压源US=0(短路),不作用的电流源IS=0(断路)。其中,U'为电流源单独作用时电压U的分量,U″为电压源单独作用时电压U的分量。
296.【答案】D【解析】电流正弦量i(t)=Imsin(ωt+φi)的相量形式为∠φi;电压正弦量u(t)=Umsin(ωt+φu)的相量形式为∠φu。
①u(t)与i(t)的相位差φ=φu-φi=-20°。
②用有效值相量表示u(t)、i(t),-10°=7.07∠-10°(V),=I∠φi=∠10°=0.0707∠10°(A)=70.7mA。
297.【答案】D【解析】由节点电压法可得(1+1+1)Uc-Ue=39,Ue-Uc=0,解得Ue=6V,则电流I为6/2=3(A)。
298.【答案】A【解析】由KCL定律可得3Ω电阻上的电流为2+U/2,方向由上至下,对右侧回路,由KVL定律可得U+3×(2+U/2)=4。
299.【答案】B【解析】主要考查对称三相电路瞬时功率方面的知识点。
对称三相电路的瞬时功率等于平均功率,是一个与时间无关的常量。这是对称三相电路的一个重要特征。
本题主要是概念问题,切记对称三相电路的瞬时功率等于平均功率,是一个与时间无关的常量。
300.【答案】B【解析】主要考查非正弦周期量有效值计算方面的知识点。
非正弦周期量有效值定义为,等于各次谐波有效值平方和的开方,即。
301.【答案】A【解析】主要考查电路求解几种方法认识方面的知识点。
运用回路电流法求解电路时,求出的电流为各支路上支路电流的相量和,最终值还需进一步求得。回路电流法可以减少方程数目。基尔霍夫第二定律对任一闭合回路来说,总的电压之和为0,节点电压法是基于此得出的。两孔插座对外来说是一个有源二端口网络。
本题主要应理解清楚回路电流法、节点电压法的由来。
302.【答案】B【解析】主要考查基尔霍夫定律方面的知识点。
基尔霍夫定律只适用于集总参数电路。所谓集总参数电路,是指电路本身的最大线性尺寸远小于电路中电流或电压波长的电路,反之则为分布参数电路。
303.【答案】C【解析】主要考查阻抗、导纳计算方面的知识点。
由Z=Ω得Y=(0.4+j0.2)S。
注意,求交流电路阻抗类似于求直流电路电阻,导纳求解与求电导类似,阻抗与导纳有公式Z=。
304.【答案】B【解析】如图所示,由外加电源法求解等效电阻,设外加电源为E,端口电流为I,中间4Ω电阻上的电流为I1,受控电压源支路上的电流为I2,E和I对端口成关联参考方向。对左侧回路,根据KVL定律有U=βU+4I2,即I2=,根据KCL定律有I=I1+I2=。对右侧回路,根据KVL定律有E=4I+U=(3-β)U,等效电阻Req==,令等效电阻为0,有β=3。
305.【答案】B【解析】等效电路如图所示。
取A相等值电路进行计算:
306.【答案】A【解析】将第一个网孔进行△-变换,如图所示。