【考研类试卷】清华大学硕士电路原理-3及答案解析.doc

1、清华大学硕士电路原理-3 及答案解析(总分：110.00，做题时间：90 分钟)一、解答题(总题数：14，分数：110.00)1.已知下图所示电路中电流 I x =0.5A。求电阻 R x 及电流 I。 （分数：5.00）_下图所示电路中，已知方框内含有独立源、受控源和电阻。当 a，b 端接入电阻 R=4 时，测得电压 U ab =4V，2Q 电阻中电流 I=1.5A；当 a，b 端接入电阻 R=12 时，测得电压 U ab =6V，2 电阻中电流I=1.75A。 （分数：14.00）(1).求 a，b 两端戴维南等效电路（分数：7.00）_(2).a，b 两端接入电阻 R为何值时，2 电阻中

2、电流 I=1.9A（分数：7.00）_2.求下图所示电路中负载电阻 R L 上的电压 U L 。 （分数：7.00）_3.图 1所示电路中，方框内部为一含有独立电源的电阻网络 A。已知 (1)当 I S =1A时，a，b 间开路电压 U ab =5V； (2)当 I S =2A时，a，b 间开路电压 U ab =7V； (3)当 I S =0时，a，b 间短路电流 I ab =1A。 现在 a，b 间另接一电流源 I“ S (图 2(a)所示电路)。求当 I S =-3A，I“ S =4A时的电压 U。 图 1（分数：7.00）_图(a)，(b)所示电路中，N 为同一线性无源电阻网络。求图(b

3、)电路中 图(a)（分数：14.00）(1).R=210 时，电流 i 1（分数：7.00）_(2).R为何值时，其上获得最大功率，并求此最大功率（分数：7.00）_4.下图所示电路中，方框部分为含独立源和电阻的网络。当端口 a，b 短接时，电阻 R支路中电流 I=I S1 。当端口 a，b 开路时，电阻 R支路中电流 I=I S2 。当端口 a，b 间接电阻 R f 时，R f 获得最大功率。求端口 a，b 间接电阻 R f 时，流过 R支路的电流 I。 （分数：7.00）_5.求下图所示电路中的电流 I(运算放大器为理想运算放大器)。 （分数：7.00）_6.已知 u S (t)=5cos

4、tV，求电流 i(运算放大器为理想运算放大器)。 （分数：7.00）_7.电路如下图所示。试分别求 12V电压源和 5A电流源发出的功率。 （分数：7.00）_8.求下图所示电路的戴维南等效电路。 （分数：7.00）_9.求下图所示电路中 R为何值时能获得最大功率，并求此最大功率。 （分数：7.00）_10.电路如下图所示。已知 I S =1A，R 1 =10，R 2 =R 3 =R 4 =30，R 5 =8，=9。求电压 U 5 。 （分数：7.00）_11.下图(a)电路中电流 I=2A，图(b)电路中电压 U=6V，求图(c)电路中电流 I。 图(a)图(b)（分数：7.00）_12.电

5、路如下图所示。当 R的值为多大时可获得最大功率?并求该最大功率。 （分数：7.00）_清华大学硕士电路原理-3 答案解析(总分：110.00，做题时间：90 分钟)一、解答题(总题数：14，分数：110.00)1.已知下图所示电路中电流 I x =0.5A。求电阻 R x 及电流 I。 （分数：5.00）_正确答案：()解析：解 解法 1：将题干图中 3个 2 电阻做 变换，所得电路如下图(a)所示。 图(a)图(a)所示电路的戴维南等效电路如图(b)所示。 图(b)由图(b)有 ，解得 R x =6。 由图(a)电路求得 解法 2：对图(a)电路应用替代定理再进行叠加，所得电路如图(c)、(

6、d)所示。 图(c)图(d)图(c)所示电路中 U“=4V， 图(d)所示电路中 U“=-1V， 由叠加定理得 U=U“+U“=-1+4=3V，I=I“+I“=-4A 再由图(a)所示电路得 下图所示电路中，已知方框内含有独立源、受控源和电阻。当 a，b 端接入电阻 R=4 时，测得电压 U ab =4V，2Q 电阻中电流 I=1.5A；当 a，b 端接入电阻 R=12 时，测得电压 U ab =6V，2 电阻中电流I=1.75A。 （分数：14.00）(1).求 a，b 两端戴维南等效电路（分数：7.00）_正确答案：()解析：解 a，b 两端戴维南等效电路如下图(a)所示。 图(a)由图(

7、a)和已知条件有 (2).a，b 两端接入电阻 R为何值时，2 电阻中电流 I=1.9A（分数：7.00）_正确答案：()解析：解 设 R两端电压为 U S ，利用替代定理，原电路等效为图(b)所示。 图(b)设 U S 单独作用，在 2 电阻产生电流为 GU S ；框内电源单独作用，在 2 电阻产生电流为 I“。由叠加定理得 解得 G=0.125S，I“=1A。 在 2 电阻中产生 1.9A电流所需电压由 GU S +I“=1.9求得，为 U S =7.2V。再由图(a)有 2.求下图所示电路中负载电阻 R L 上的电压 U L 。 （分数：7.00）_正确答案：()解析：解 用戴维南定理求

8、解。 求开路电压 U 0 的电路如下图(a)所示，可得关系式 U 0 =-U A +U S 图(a)U A 可根据图(a)电路由下往上逐级电源等效变换求得(如图(b)所示)，则 图(b)由图(a)电路求得内阻 R i =R。 戴维南等效电路如图(c)所示，由此得 3.图 1所示电路中，方框内部为一含有独立电源的电阻网络 A。已知 (1)当 I S =1A时，a，b 间开路电压 U ab =5V； (2)当 I S =2A时，a，b 间开路电压 U ab =7V； (3)当 I S =0时，a，b 间短路电流 I ab =1A。 现在 a，b 间另接一电流源 I“ S (图 2(a)所示电路)。

9、求当 I S =-3A，I“ S =4A时的电压 U。 图 1（分数：7.00）_正确答案：()解析：解 对图 1电路应用叠加定理，得图 2(b)所示电路。其中，U“ ab 为 I S =1A单独作用产生的电压，U“ ab 为 A中电源单独作用产生的电压。 图 2(b)根据已知条件(1)，(2)有 解得 U“ ab =2V，U“ ab =3V。 由已知条件(3)有 对图 2(a)电路应用叠加定理，得图 2(c)所示电路。 图 2(c)图 2(c)所示电路中 图(a)，(b)所示电路中，N 为同一线性无源电阻网络。求图(b)电路中 图(a)（分数：14.00）(1).R=210 时，电流 i 1

10、（分数：7.00）_正确答案：()解析：解 由特勒根定理得 (1) 因为 则式(1)变为 (2) 将题目所给条件： u 1 =70V，u 2 =0，u 3 =14V，i 1 =-0.5A，i 2 =0.2A，i 3 =0 (对应图(a)； ，且 均未知 (对应图(b)。 代入式(2)，得 (3) 当 R=210 时， (2).R为何值时，其上获得最大功率，并求此最大功率（分数：7.00）_正确答案：()解析：解 由图(a)可求出图(b)11“右边电路戴维南等效电路中等效内阻 R i =70/0.5=140，所以R=140 时功率最大，此时(利用式(3) 4.下图所示电路中，方框部分为含独立源和

11、电阻的网络。当端口 a，b 短接时，电阻 R支路中电流 I=I S1 。当端口 a，b 开路时，电阻 R支路中电流 I=I S2 。当端口 a，b 间接电阻 R f 时，R f 获得最大功率。求端口 a，b 间接电阻 R f 时，流过 R支路的电流 I。 （分数：7.00）_正确答案：()解析：解 题干图的戴维南等效电路如下图(a)所示。 图(a)设流过 R f 的电流为 I f ，当 R f =R i 时 R f 获最大功率 根据叠加定理和替代定理，将待求电路分为 2个电路，如图(b)所示。 图(b)根据已知条件并应用叠加定理和替代定理得电路如图(c)所示。 图(c)比较图(b)和图(c)，

12、可得 I“=I S2 ， 所以 5.求下图所示电路中的电流 I(运算放大器为理想运算放大器)。 （分数：7.00）_正确答案：()解析：解 分析运算放大器电路的关键，是运算放大器电路两输入端的虚短路和虚开路特性。由下图所示的运算放大器两输入端的虚短路和虚开路特性，可得 U 1 =6V 6.已知 u S (t)=5costV，求电流 i(运算放大器为理想运算放大器)。 （分数：7.00）_正确答案：()解析：解 重画电路如下图所示，A 点电位为零，则 7.电路如下图所示。试分别求 12V电压源和 5A电流源发出的功率。 （分数：7.00）_正确答案：()解析：解 只需求出 U和 I，即可求出两个

13、电源发出的功率。可采用叠加的方法。 电压源单独作用时(见图(a)，有 图(a)电流源单独作用时(见图(b)，有 8.求下图所示电路的戴维南等效电路。 （分数：7.00）_正确答案：()解析：解 戴维南等效电路如图(a)所示。 图(a)(1)求开路电压(见图(b) 图(b)U OC =U=10(2-0.1U) U=10V=U (2)求等效电阻(将电流源开路见图(c) 图(c)得 U 0 =5I 0 +5I 0 =10I 0 9.求下图所示电路中 R为何值时能获得最大功率，并求此最大功率。 （分数：7.00）_正确答案：()解析：求戴维南等效电路，求开路电压(见图(a) 图(a)U OC =1+6

14、I 1 +6I 1 =-1+12I 1 列节点方程 解得 U=3V， U OC =-1+12I 1 =-1+6=5V (2)求等效电阻(见图(b) 图(b)解得 U 0 =12I 1 =2U，U=0.5U 0 则 当 R=R i =4 时，其上获最大功率 10.电路如下图所示。已知 I S =1A，R 1 =10，R 2 =R 3 =R 4 =30，R 5 =8，=9。求电压 U 5 。 （分数：7.00）_正确答案：()解析：解 经 变换，原图可变换为图(a)所示电路，其中 R a =R b =R c =10。 图(b)解法 1：节点法列方程 解上述方程，得 U b =-7.2V， 。 解法

15、 2：求 ab以左电路的戴维南等效电路如图(b)所示，求开路电压 图(b)解得 U OC =-8V 求等效电阻 解得 则 可得 11.下图(a)电路中电流 I=2A，图(b)电路中电压 U=6V，求图(c)电路中电流 I。 图(a)图(b)（分数：7.00）_正确答案：()解析：解 解法 1：求线性含源电阻网络 N的戴维南等效电路(图(d)所示电路) 图(d)由图(a)所示电路，得 由图(b)所示电路，得 解得 U OC =6V，R i =1。 由图(c)所示电路，解得 解法 2：求虚线框内电路的戴维南等效电路(图(e)所示电路) 图(e)由图(a)所示电路，得 由图(b)所示电路，得 1R i1 +U OC1 =6 解得 U OC1 =4V，R i1 =2。 由图(c)所示电路，解得 12.电路如下图所示。当 R的值为多大时可获得最大功率?并求该最大功率。 （分数：7.00）_正确答案：()解析：解 题干图电路的戴维南等效电路如下图(a)所示。求开路电压(见图(b) 图(a)图(b)解得 U OC =2V。 求等效电阻(见图(c) 图(c)解得 ，则 R=R i =2 时，其上获最大功率