1、电路知识-15 及答案解析(总分：80.00，做题时间：90 分钟)一、计算题(总题数：9，分数：80.00)1.下图所示电路中，设电阻 R 可变，求 R 获得的最大功率。 （分数：10.00）_2.如下图所示的电路，已知 ，u S2 =24V，R=6， 。求： （分数：10.00）_3.电路如下图所示，已知 ，R=20，X L1 =12.5，X L2 =50。请问 Z 为何值时其上可获得最大功率，并求此最大功率值。 （分数：10.00）_4.下图所示电路，有源线性电阻网络 Ns 的端口电压 u 随 变化而不同，当 =1 时，u=20V；当 =-1 时，u=12V。求 为何值时外部电路从网络
2、Ns 获取最大功率，此功率为多少? （分数：10.00）_5.电路如下图所示，已知 ，R=50，R 1 =50，L=5，且 i 与 u 同相，求 i、i 1 、i L 、i C 。 （分数：5.00）_6.下图(a)和图(b)中网络 N 仅由线性电阻组成。在下图(b)中电阻 R 可调节，试问 R 等于何值时可吸收最大功率?并求此最大功率。 （分数：10.00）_7.电路如下图所示，已知 ，电压表 的读数为 50V(有效值)，请问无源网络 N 为哪两个元件串联而成，试求其参考值。 （分数：10.00）_8.下图所示正弦稳态无穷网络中， 。试求电压 u、电流 i R 及电流 i。 （分数：10.0
3、0）_9.一铁芯线圈接在 10V 直流电压源上，测得电流为 5A。如将其接在 100V 正弦交流电源上，测得功率为100W，cos=0.5，在忽略铁芯漏磁通时，求铁损 P Fe 。 （分数：5.00）_电路知识-15 答案解析(总分：80.00，做题时间：90 分钟)一、计算题(总题数：9，分数：80.00)1.下图所示电路中，设电阻 R 可变，求 R 获得的最大功率。 （分数：10.00）_正确答案：()解析：解：由题已知电阻 R 可变，根据最大功率传输定理，要求电阻 R 的最大功率，只要求出电阻 R 两端的戴维南等效电路，使可变电阻 R 的值等于戴维南等效电路的电阻值即可，此时电阻 R 获
4、得最大功率。 电阻 R 两端的戴维南等效电路如下图所示，由于电路包括受控源，需要外加激励源 V S ，此时内部电压源短路，电流源开路，受控源保持不变。 根据 KVL 和 KCL 可得： 代入已知数据，解方程组可得： 短路电压为： u OC =10V 故，当 R=R eq 时，R 获得最大功率，其最大功率为： 2.如下图所示的电路，已知 ，u S2 =24V，R=6， 。求： （分数：10.00）_正确答案：()解析：解：由上图可知，该电路包含两个电压源，可利用叠加原理对电路进行计算。 直流单独作用时，电感相当于短路，电容相当于开路，可得电路电流为： 此时，电压源 u S1 ，为零，被短路，功率
5、表两端电压为零，则有 P 0 =0W。 基波作用时，由于 ，电压源 u S2 为零，被短路，则可得： 此时功率表读数为： P 1 =303cos(53.1)=54W 因此，电流表示数即电路电流有效值为： 3.电路如下图所示，已知 ，R=20，X L1 =12.5，X L2 =50。请问 Z 为何值时其上可获得最大功率，并求此最大功率值。 （分数：10.00）_正确答案：()解析：解：根据最大功率传输定理，要计算电阻 Z 的最大功率，只需要计算出电阻 Z 两端的戴维南等效电路，使可变电阻 Z 的值等于戴维南等效电路的电阻值，此时电阻 Z 获得最大功率。 先将 Z 开路，设其开路电压为 (方向上“
6、+”、下“-”)，则可得： Z eq =R+jX L1 jX L2 =20+j10 当 时，Z 上可获得最大功率，其最大功率为： 4.下图所示电路，有源线性电阻网络 Ns 的端口电压 u 随 变化而不同，当 =1 时，u=20V；当 =-1 时，u=12V。求 为何值时外部电路从网络 Ns 获取最大功率，此功率为多少? （分数：10.00）_正确答案：()解析：解：分析题意并结合实际电路图，利用分压关系可得： U=(30+10)I 代入已知数据，则可得： =1，I=0.5A，=-1，I=0.6A 如下图所示，根据戴维南等效原理可得： 解方程组可得： 根据最大功率传输定理，要计算出电阻 N S
7、的最大功率，只需要得出电阻 N S 两端的戴维南等效电路，使电阻 Ns 共轭的值等于戴维南等效电路的电阻值，此时电阻 N S 获得最大功率。 因此，可以得出： 解得：=5。 因此当 =5 时，可获得最大功率，其最大功率为： 5.电路如下图所示，已知 ，R=50，R 1 =50，L=5，且 i 与 u 同相，求 i、i 1 、i L 、i C 。 （分数：5.00）_正确答案：()解析：解：从题中可知 i 与 u 同相，根据上图所示电路，可知 LC 电路产生了并联振谐，该部分支路电阻相当于无穷大，因此可得： 整理可得电路中所求的 i、i 1 、i L 、i C 的结果依次为： 6.下图(a)和图
8、(b)中网络 N 仅由线性电阻组成。在下图(b)中电阻 R 可调节，试问 R 等于何值时可吸收最大功率?并求此最大功率。 （分数：10.00）_正确答案：()解析：解：从题中可知网络 N 仅由线性电阻组成，因此该部分不含激励源和受控源，为纯电阻电路。 从上图(a)的 1-1“端看该电路，输入电流为 2A，加在网络 N 左端的电压为 10V，因此根据戴维南定理可知，从 1-1“端看该电路，其等效电阻为： 对于上图(b)，电阻 R 可调节，移去 R 后，可知对该电路所加的激励为 8A 的电流源，由上图(a)以及网络N 为纯电阻网络，对 N 施加激励为 2A，此时网络开路电压为 5V，当对上图(b)
9、电路施加 8A 激励时，1-1“的开路电压为： 此处应用了互易定理和齐性定理，因为 1-1“端接 2A 电流源时在 2-2“端产生的开路电压为 5V，因此将 2A电流源移至 2-2“端并扩大 4 倍后在 1-1“端产生的电压则为 20V。 由于 1-1“端的戴维南等效电路为 u oc V，R eq =5，因此当外部电阻 R=R eq 时，电阻 R 可获得最大功率。其最大功率可计算如下： 7.电路如下图所示，已知 ，电压表 的读数为 50V(有效值)，请问无源网络 N 为哪两个元件串联而成，试求其参考值。 （分数：10.00）_正确答案：()解析：解：本题可利用相量法计算结果。 先将电路中电压和
10、电流的瞬态值转换为相量值形式，则有： 电容两端的电压为： 根据分压原理，无源网络 N 两端的电压为： 所以无源网络 N 的等效阻抗为： 因此可知无源网络 N 是由电阻元件和电感元件组成的，其参考值分别为： R=35.4 8.下图所示正弦稳态无穷网络中， 。试求电压 u、电流 i R 及电流 i。 （分数：10.00）_正确答案：()解析：解：由于该网络为正弦稳态无穷网络，所以从 a、b 端看右边网络的等效电容为 C：从 c、d 端看右边网络的等效电容也是 C，其等效电路如下图所示。 对于上图(a)，其等效电容为： 解得：C=1F 对于上图(b)，可利用相量法，其电压 为： 解得 u 为： 所以流经电阻 R 的电流为： 利用相量法，可知电流 I 为： 9.一铁芯线圈接在 10V 直流电压源上，测得电流为 5A。如将其接在 100V 正弦交流电源上，测得功率为100W，cos=0.5，在忽略铁芯漏磁通时，求铁损 P Fe 。 （分数：5.00）_正确答案：()解析：解：根据题中的已知条件可知，铁芯线圈的电阻为： 接在交流电源上时，流经线圈的电流为：
