《电工基础》直流电路（3）（讲义）重庆市电子技术类 考点讲练测

编写说明：《电子技术类专业考点讲练测》专辑，是依据重庆市高等职业教育分类考试专业综合理论测试电子技术类考试说明编写的。紧密围绕电子技术类专业考纲所涉及的三门高考课程的13个考点，精心编撰了33套讲练测。每套讲练测的内容均涵盖考点解读、思维导图、知识梳理、师生互动、概念强化题、高考真题或高考模拟题、课堂练习、课堂小结以及课后测验等九个环节。 本讲属于《电子技术类专业考点讲练测》的第5套，包含讲义、课件以及测验这三个教学文件，且与之配套使用的还有重庆市《电子技术类考纲百套卷》。欢迎各位老师下载使用，并敬请给予宝贵建议。 重庆市《电子技术类专业考点讲练测》第5套 【电工基础】 直流电路（3） 讲义 [考纲要求] 1.掌握基尔霍夫定律及其应用， 能用支路电流法分析两个网孔的电路。 2.理解惠斯通电桥电路及其平衡条件。 [思维导图] [知识梳理] 一、支路电流法 （1）以支路电流为未知量，应用基尔霍夫电流定律和电压定律列出联立方程，求各支路电流的方法。 （2）对于n条支路、m个节点的电路，应用支路电流法解题的步骤如下： ①选定各支路电流为未知量，标出各电流的参考方向，并标出各电阻上的正、负。 ②按基尔霍夫电流定律，列出(m-1)个独立的节点电流方程。 ③指定回路的绕行方向，按基尔霍夫电压定律，列出n-(m-1)个回路电压方程。 ④代入已知数，联立方程式，求各支路的电流。 ⑤确定各支路电流的实际方向。 二、叠加定理 1.定义：在线性电路中，任何一个支路中的电流（或电压）等于各电源单独作用时，在此支路中产生的电流（或电压）的代数和。 2.步骤 （1）分别做出由一个电源单独作用的分图，其余电源只保留其内阻。（对恒压源，该处用短路替代；对恒流源，该处用开路替代）。 （2）按电阻串、并联关系，欧姆定律等分别计算出分图中每一支路电流（或电压）的大小并确定其方向。 （3）求出各电动势在各个支路中产生的电流（或电压）的代数和，这些电流（或电压）就是各电源共同作用时，在各支路中产生的电流（或电压）。 3.注意 （1）在求和时要注意各个电流（或电压）的正、负。 （2）叠加定理只能用来求电路中的电流或电压，而不能用来计算功率。 三、惠斯通电桥法 1.工作原理： 连接：四个电阻器连接成一个菱形，R1和R3连接在电源的两端，R2和Rx连接在它们对面。 平衡：当电桥平衡时，通过检流计的电流为零。这意味着R1和R3之间的电压降等于R2和Rx之间的电压降。 测量：通过调整R2或R3的值，直到检流计显示零电流，此时电桥达到平衡状态。根据电桥平衡条件，可以计算出Rx的值。电桥平衡条件：相对臂电阻乘积相等。 2.惠斯通电桥的平衡条件： 电桥平衡时，满足以下条件：相对臂电阻乘积相等 3.应用： 电阻测量：惠斯通电桥最初用于精确测量电阻。 温度测量：使用温度敏感的电阻（如热敏电阻）作为Rx，可以测量温度。 压力测量：使用压力敏感的电阻（如应变计）作为Rx，可以测量压力。 [师生互动] 1.惠斯通电桥法测电阻是一种相对准确的测量电阻的方法。 ( ) 【答案】√ 2.应用叠加定理时，描述错误的是（ ） A.叠加定理只能应用于线性电路，而不能应用于非线性电路 B.叠加定理只能适用于电压和电流的叠加，而不适用于功率的叠加 C.叠加定理只能适用于线性直流电路，而不适用于线性交流电路 D.叠加定理可以将复杂线性电路转化为单电源电路进行计算 【答案】C 3.直流电路中应用叠加定理时，每个电源单独作用时，其他电源应（ ）。 A.电压源作短路处理 B.电压源作开路处理 C.电流源作短路处理 D.用等效电源代替 【答案】B 4.惠斯通电桥法的平衡条件（ ）。 【答案】相对臂电阻乘积相等 5.描述叠加定理 【答案】在线性电路中，任何一个支路中的电流（或电压）等于各电源单独作用时，在此支路中产生的电流（或电压）的代数和。 6.用支路电流法解复杂直流电路时，应列出___个独立的节点电流方程，然后再列出____个回路电压方程（假设电路有B条支路，N个节点）。 【答案】N-1,B+N-1 [概念强化题] 1.基尔霍夫定律只适用于直流电路。（ ） 【答案】× 2.在应用叠加定理分析时，各个独立电源单独作用时，其他电压源短路。（ ） 【答案】× 3.在使用支路电流法时，每个支路的电流方向可以任意选择，但一旦选择，必须在整个计算过程中保持一致。（ ） 【答案】√ 4.在应用支路电流法时，可以为电路中的每个节点列出一个基尔霍夫电流定律方程。（ ） 【答案】× 5.在使用支路电流法分析电路时，可以忽略电源的内部电阻。（ ） 【答案】× 6.支路电流法中，如果电路包含一个电源，那么至少需要列出一个基尔霍夫电压定律方程。（ ） 【答案】√ 7.当使用支路电流法求解电路时，如果电路中存在________电源，需要将它们视为开路。 【答案】电压源 8.当使用支路电流法求解电路时，如果电路中存在________电源，需要将它们视为短路。 【答案】电流源 [高考模拟/真题] 1.如图1所示电路，已知I₁=2 A,L₂=3A,则 I₃=( )A 图1 【答案】-1A 2. 如图2所示电路，已知I₁=3 A,I₂=-2 A,则 I3=( )A。 图2 【答案】-1 3. 如图3所示的电路，电流I、电压U、电动势E三者之间的关系为 图3 A.E=U+IR B.E =-U-IR C.E=U-IR D.E=IR-U 【答案】C 4. 如图4所示的电路，电压表的读数为 图4 A.0 B.2B C.4E D.3E 【答案】A 5. 如图5所示的电路，电流I 为 图5 A.-3A B.3A C.5 A D.-5 A 【答案】C 6.沿顺时针和逆时针方向列写KVL方程，其结果是相同的。 ( ) 【答案】√ 7.应用基尔霍夫定律列写方程式时，可以不参照参考方向。( ) 【答案】× 8.基尔霍夫定律只适用于分析和计算复杂电路。 ( ) 【答案】× 9.支路电流法是一种全面应用基尔霍夫定律的方法。( ) 【答案】√ 10.如图6所示，已知I₁=0.01μA,I₂=0.3μA,I₅=9.61μA,求电流I₃、I₄和 I₆： 图6 【答案】根据题意，对每个节点，由基尔霍夫电流定律有 I₁+I₂=I₃, I₃+I₄=I₅, I₂+I₄=I₆, 将题中已知数据代入方程，联立解得I₃=0.31μA,I₄=9.3μA,I₆=9.6μA。 11.如图7所示电路。 (1)写出电路的节点数和网孔数。 (2)选出一组独立节点和独立回路，列出其节点电流方程和回路电压方程： 图7 【答案】(1)根据题图可知，电路中有4个节点，3个网孔。 (2)根据题图可知，对节点a 有I₁+I₂-I₃=0, 对回路1有Us₁-I₄R₁+I₁R₄-I₂R₆=0。 12.如图8所示为一复杂电路的一部分，已知E=6V,R₁=1Ω,R₂=30,I₂=2 A,I₄=1A。求 I₁、I ₃、I ₅： 图8 【答案】对题图所示电路中的网孔，沿顺时针方向，由KVL 有E+I₂R₂+I₁R₁=0, 设通过电源的电流为I₆,以向左为I₆ 的参考方向，对各节点，由KCL 有 I₂+I₆=I4, I₂+I₅=I₁ I₁+I₃+I₆=0, 联立解得I₁=-12A,I₃=13A,I₅=-14A 13.如图9所示电路，已知E₁=18V,E₂=9V,R₁=R₂=1Ω,R₃=4Ω。试用支路电流法求各支路的电流。 图9 【答案】对题图所示电路，根据KCL有I₁+I₂=I₃, 根据KVL 有E₁=I₁R₁+I₃R₃, E₂=I₂R₂+I₃R₃, 联立解得I₁=6A,I₂=-3 A,I₃=3A。 [课堂练习] 一、单选题 1.下列电路的分析和计算方法中，不属于基尔霍夫定律应用的是 A. 回路电流法 B. 支路电流法 C. 节点电压法 D.电源等效互换法 【答案】D 2.如图1所示电路，UAB的表达式为 图1 A.IR+E B.IR-E C.-IR+E D.-IR-E 【答案】B 3 . 如图2所示电路，电流I 的大小为 图2 A.1 A B.1.5 A C.2 A D.-1A 【答案】A 4. 如图3所示电路，I₁与 I₂的关系为。 图3 A.I₁>I₂ B.I₁<I₂ C.I₁=I₂ D.不能确定 【答案】C 5 .如图4所示电路，下列各式中错误的是 图4 A.I₅+I₆-I₇+Ig=0 C.Ud=-E₂+R₂I₁-R₃I₃=R₁I₂+E₁-R₄I₄ B.R₁I₂+E₁-R₄I₄+R₃I₃-R₂I₁+E₂=0 D.U=-R₁I₂-E₁ 【答案】D 6 . 如图5所示电路，7Ω电阻中的电流I 应等于 图5 A.0.5 A B.1 A C.0 D.-1A 【答案】C 2、 判断题(请在说法正确的题后写√, 说法错误的题后写×) 7.电压源外接负载阻值越大，输出电流越小，对应的输出功率越小 ( ) 【答案】× 8.电源外接负载阻值与电源内阻相等时，可输出最大电功率，此时电能利用率最高。 ( ) 【答案】× 9.叠加定理适用于非线性电路和线性电路 ( ) 【答案】× 10.线性电路中的电流、电压和功率计算均可应用叠加定理。( ) 【答案】× 三、计算题 11.如图1所示电路，已知Us=20 V,Is=1 A,R₁=10Ω,R₂=25 Ω,R₃=15 Ω。试用支路电流法求电流I。 图1 【答案】根据题意可知，电流I₂=-1A, 运用支路电流法有I₁+I₂+I=0, Us=-I₁R₁+IR₃ 联立解得电流I=1.2 A 12.试用叠加定理求如图2所示电路中电流源的电压U。 图2 【答案】根据题意可知，当电压源单独作用时，有 当电流源单独作用时，有 则电流源的电压U=U₁+U₂=8.4 V。 【课堂小结】 1. 基尔霍夫定律及其应用， 2. 支路电流法 3. 叠加定理 4. 惠斯通电桥电路及其平衡条件 6 学科网（北京）股份有限公司 $$