第6卷 电源的模型与等效变换——电压源、电流源及等效 湖南省（对口招生）《电工技术基础与技能》（高教版·第3版） 单元过关卷

湖南省（对口招生）电子电工类 《电工技术基础与技能》（高教版·第3版） 电源的模型与等效变换——电压源、电流源及等效 单元过关卷 时间：60分钟 总分：100分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、单项选择题（本大题共20小题，每题3分，共60分） 1. 理想电压源的基本特征是（ ） A. 端口电流保持不变 B. 端口电压保持不变 C. 内部电阻保持不变 D. 输出功率保持不变 2. 实际电压源通常可表示为（ ） A. 理想电压源与内阻串联 B. 理想电流源与内阻并联 C. 理想电压源与内阻并联 D. 理想电流源与内阻串联 3. 如图所示电路，开路电压和等效电阻分别为（ ） A. 4V；6Ω B. 10V；9Ω C. 4V；18Ω D. 10V；10Ω 4. 理想电压源的内阻应为（ ） A. 等于无穷大 Ω B. 大于零 Ω C. 等于零 Ω D. 小于零 Ω 5. 理想电压源的内阻应取（ ） A. 1 Ω B. 0 Ω C. 无限大 Ω D. 额定负载 Ω 6. 实际电压源的电源模型通常表示为（ ） A. 理想电压源串联内阻 B. 理想电压源并联内阻 C. 理想电流源串联内阻 D. 理想电流源并联内阻 7. 直流电路如图所示，则等于（ ） A. －2 V B. －1 V C. 1 V D. 2 V 8. 理想电流源的内阻应取（ ） A. 0 Ω B. 1 Ω C. 无限大 Ω D. 额定负载 Ω 9. 理想电流源的基本特征是（ ） A. 端口电压保持不变 B. 内部电阻保持不变 C. 输出功率保持不变 D. 端口电流保持不变 10. 如图所示电路中，开关S闭合后，电流源提供的功率（ ） A. 不变 B. 变小 C. 变大 D. 为0 11. 将 12 V 电压源与 4 Ω 电阻串联变换为等效电流源，结果为（ ） A. 48 A 电流源与 4 Ω 电阻串联 B. 3 A 电流源与 4 Ω 电阻串联 C. 48 A 电流源与 4 Ω 电阻并联 D. 3 A 电流源与 4 Ω 电阻并联 12. 实际电流源的电源模型通常表示为（ ） A. 理想电流源并联内阻 B. 理想电流源串联内阻 C. 理想电压源并联内阻 D. 理想电压源串联内阻 13. 一个 24 V 实际电压源的内阻为 4 Ω，接入 8 Ω 负载电阻时，负载两端电压为（ ） A. 8 V B. 16 V C. 24 V D. 32 V 14. 如图所示电路对负载可等效为（ ） A. 电压源 B. 电流源 C. 恒压源 D. 恒流源 15. 电压源与电流源进行等效变换时，电流源的电流大小应为（ ） A. 电压源电压乘以电阻 B. 电压源电压加上电阻 C. 电压源电压除以内阻 D. 电压源电压减去电阻 16. 两个实际电压源并联向 6 Ω 负载供电。电源一为 18 V、内阻 3 Ω，电源二为 6 V、内阻 6 Ω，极性相同。负载电流为（ ） A. 1.75 A B. 2.00 A C. 3.50 A D. 5.25 A 17. 如图所示电路对负载可等效为（ ） A. 电压源 B. 电流源 C. 恒压源 D. 恒流源 18. 电压源变换为等效电流源时，电流源的参考方向应（ ） A. 由正端指向负端 B. 垂直于电源两端 C. 沿电阻电流反方向 D. 由负端指向正端 19. 两种电源能够进行等效变换的主要依据是（ ） A. 内部结构完全相同 B. 外部端口特性保持相同 C. 电源功率始终保持相同 D. 电源制造材料保持相同 20. 一个实际电压源的电动势为 12 V，内阻为 2 Ω，接入 4 Ω 负载电阻后，负载两端电压为（ ） A. 4 V B. 6 V C. 8 V D. 10 V 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 实际电压源可用理想电压源与内阻串联的模型表示。（ ） 22. 理想电压源的内阻为零，其端电压与输出电流无关。（ ） 23. 实际电流源可用理想电流源与内阻并联的模型表示。（ ） 24. 理想电流源的内阻为无穷大，输出电流不受端电压影响。（ ） 25. 电动势为12 V、内阻为2 Ω的实际电压源，可等效变换为6 A、并联电阻为2 Ω的实际电流源。（ ） 26. 实际电压源接入负载后，其端电压始终等于电动势。（ ） 27. 理想电压源两端可以直接短路，因为其内阻为零，不会产生过大的电流。（ ） 28. 实际电流源开路时，端电压必然为零。（ ） 29. 一个电动势为12 V、内阻为2 Ω的实际电压源接入4 Ω负载时，负载电流为2 A，端电压为8 V。（ ） 30. 电动势为12 V、内阻为3 Ω的实际电压源接入3 Ω负载后，变换所得4 A实际电流源中的4 A全部流过负载。（ ） 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 简述理想电压源、实际电压源和实际电流源的模型及其主要特性。 32. 如图所示，电阻，用电源模型等效变换求出通过R的电流。 33. 一个电压源的电动势为12 V，内阻为6 Ω。将其等效变换为电流源后，接入3 Ω负载电阻。求：（1）等效电流源的电流及内阻连接方式；（2）负载电流和负载消耗的功率。 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 某电子设备维修人员对一电源模块进行测试，测得其开路电压为 12 V，短路电流为 2 A。现将该电源模块等效为理想电压源与内阻串联的模型，并给负载电阻供电，负载电阻为 3 Ω。（1）求该电源的内阻，并将其变换为等效电流源模型；再利用电压源模型计算负载电流、负载电压和负载功率。（2）利用等效电流源模型，通过电流分配关系计算负载电流和负载电压，并与（1）的结果进行比较。（3）维修人员提出“将该电源直接等效为 2 A 理想电流源即可”的处理意见。判断该意见是否正确，并说明正确的等效处理方法。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $ 湖南省（对口招生）电子电工类 《电工技术基础与技能》（高教版·第3版） 电源的模型与等效变换——电压源、电流源及等效 单元过关卷 时间：60分钟 总分：100分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、单项选择题（本大题共20小题，每题3分，共60分） 1. 理想电压源的基本特征是（ ） A. 端口电流保持不变 B. 端口电压保持不变 C. 内部电阻保持不变 D. 输出功率保持不变 【答案】B 【解析】理想电压源的端口电压由电源本身决定，与外接负载变化无关。 2. 实际电压源通常可表示为（ ） A. 理想电压源与内阻串联 B. 理想电流源与内阻并联 C. 理想电压源与内阻并联 D. 理想电流源与内阻串联 【答案】A 【解析】实际电压源由理想电压源和内阻串联构成，内阻反映电源内部的电压损耗。 3. 如图所示电路，开路电压和等效电阻分别为（ ） A. 4V；6Ω B. 10V；9Ω C. 4V；18Ω D. 10V；10Ω 【答案】A 4. 理想电压源的内阻应为（ ） A. 等于无穷大 Ω B. 大于零 Ω C. 等于零 Ω D. 小于零 Ω 【答案】C 【解析】理想电压源应能维持恒定端电压，其内阻理论上为零。 5. 理想电压源的内阻应取（ ） A. 1 Ω B. 0 Ω C. 无限大 Ω D. 额定负载 Ω 【答案】B 【解析】理想电压源内阻为零，接入负载后仍能保持端电压恒定。 6. 实际电压源的电源模型通常表示为（ ） A. 理想电压源串联内阻 B. 理想电压源并联内阻 C. 理想电流源串联内阻 D. 理想电流源并联内阻 【答案】A 【解析】实际电压源可等效为理想电压源与内阻串联的模型。 7. 直流电路如图所示，则等于（ ） A. －2 V B. －1 V C. 1 V D. 2 V 【答案】C 8. 理想电流源的内阻应取（ ） A. 0 Ω B. 1 Ω C. 无限大 Ω D. 额定负载 Ω 【答案】C 【解析】理想电流源内阻为无限大，其输出电流不随端电压变化。 9. 理想电流源的基本特征是（ ） A. 端口电压保持不变 B. 内部电阻保持不变 C. 输出功率保持不变 D. 端口电流保持不变 【答案】D 【解析】理想电流源的端口电流由电源本身决定，与外接负载变化无关。 10. 如图所示电路中，开关S闭合后，电流源提供的功率（ ） A. 不变 B. 变小 C. 变大 D. 为0 【答案】B 11. 将 12 V 电压源与 4 Ω 电阻串联变换为等效电流源，结果为（ ） A. 48 A 电流源与 4 Ω 电阻串联 B. 3 A 电流源与 4 Ω 电阻串联 C. 48 A 电流源与 4 Ω 电阻并联 D. 3 A 电流源与 4 Ω 电阻并联 【答案】D 【解析】电流源大小为 A，变换后电阻仍为 4 Ω，且与电流源并联。 12. 实际电流源的电源模型通常表示为（ ） A. 理想电流源并联内阻 B. 理想电流源串联内阻 C. 理想电压源并联内阻 D. 理想电压源串联内阻 【答案】A 【解析】实际电流源可等效为理想电流源与内阻并联的模型。 13. 一个 24 V 实际电压源的内阻为 4 Ω，接入 8 Ω 负载电阻时，负载两端电压为（ ） A. 8 V B. 16 V C. 24 V D. 32 V 【答案】B 【解析】电路电流为 A，负载电压为 V。 14. 如图所示电路对负载可等效为（ ） A. 电压源 B. 电流源 C. 恒压源 D. 恒流源 【答案】D 15. 电压源与电流源进行等效变换时，电流源的电流大小应为（ ） A. 电压源电压乘以电阻 B. 电压源电压加上电阻 C. 电压源电压除以内阻 D. 电压源电压减去电阻 【答案】C 【解析】电压源电压为 E、串联电阻为 R 时，等效电流源电流为 E 除以 R。 16. 两个实际电压源并联向 6 Ω 负载供电。电源一为 18 V、内阻 3 Ω，电源二为 6 V、内阻 6 Ω，极性相同。负载电流为（ ） A. 1.75 A B. 2.00 A C. 3.50 A D. 5.25 A 【答案】A 【解析】变换后总电流为 A，内阻为 ，负载电流为 A。 17. 如图所示电路对负载可等效为（ ） A. 电压源 B. 电流源 C. 恒压源 D. 恒流源 【答案】C 18. 电压源变换为等效电流源时，电流源的参考方向应（ ） A. 由正端指向负端 B. 垂直于电源两端 C. 沿电阻电流反方向 D. 由负端指向正端 【答案】D 【解析】按常用约定，等效电流源的方向由电压源负端指向正端。 19. 两种电源能够进行等效变换的主要依据是（ ） A. 内部结构完全相同 B. 外部端口特性保持相同 C. 电源功率始终保持相同 D. 电源制造材料保持相同 【答案】B 【解析】等效变换要求变换前后电路的外部端口伏安特性保持一致。 20. 一个实际电压源的电动势为 12 V，内阻为 2 Ω，接入 4 Ω 负载电阻后，负载两端电压为（ ） A. 4 V B. 6 V C. 8 V D. 10 V 【答案】C 【解析】回路电流为 12 除以 2 与 4 之和，即 2 A；负载电压为 2×4，得到 8 V。 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 实际电压源可用理想电压源与内阻串联的模型表示。（ ） 【答案】正确 【解析】实际电压源存在内阻，通常采用理想电压源串联内阻的模型表示。 22. 理想电压源的内阻为零，其端电压与输出电流无关。（ ） 【答案】正确 【解析】理想电压源能够保持规定电压，内阻为零，端电压不随负载电流变化。 23. 实际电流源可用理想电流源与内阻并联的模型表示。（ ） 【答案】正确 【解析】实际电流源存在内阻，通常采用理想电流源并联内阻的模型表示。 24. 理想电流源的内阻为无穷大，输出电流不受端电压影响。（ ） 【答案】正确 【解析】理想电流源的电流恒定，内阻为无穷大，端电压可随外电路变化。 25. 电动势为12 V、内阻为2 Ω的实际电压源，可等效变换为6 A、并联电阻为2 Ω的实际电流源。（ ） 【答案】正确 【解析】实际电压源变换为电流源时，电流等于电动势除以内阻，并联电阻保持不变。 26. 实际电压源接入负载后，其端电压始终等于电动势。（ ） 【答案】错误 【解析】负载电流流过内阻会产生压降，因此实际电压源端电压通常小于电动势。 27. 理想电压源两端可以直接短路，因为其内阻为零，不会产生过大的电流。（ ） 【答案】错误 【解析】理想电压源短路时，理论短路电流趋于无穷大，不能据此认为短路安全。 28. 实际电流源开路时，端电压必然为零。（ ） 【答案】错误 【解析】实际电流源开路时，电流在并联内阻上产生端电压，端电压通常不为零。 29. 一个电动势为12 V、内阻为2 Ω的实际电压源接入4 Ω负载时，负载电流为2 A，端电压为8 V。（ ） 【答案】正确 【解析】电路总电阻为6 Ω，电流为12÷6，即2 A；内阻压降为4 V，端电压为8 V。 30. 电动势为12 V、内阻为3 Ω的实际电压源接入3 Ω负载后，变换所得4 A实际电流源中的4 A全部流过负载。（ ） 【答案】错误 【解析】等效电流源的电流还要在内阻和负载间分配，负载电流为2 A，并非4 A。 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 简述理想电压源、实际电压源和实际电流源的模型及其主要特性。 【答案】（1）理想电压源用恒定电动势表示，内阻为零，端电压与负载电流无关。（2）实际电压源可用理想电压源与内阻串联表示，端电压会随负载电流增大而降低。（3）实际电流源可用理想电流源与内阻并联表示，端电流会随端电压变化而有所改变。 【解析】电源模型用理想电源和内阻反映实际电源特性。电压源内阻串联，电流源内阻并联；内阻越小，电压源特性越理想，内阻越大，电流源特性越理想。 32. 如图所示，电阻，用电源模型等效变换求出通过R的电流。 【答案】 【解析】解：将电压源等效成电流源，等效电路图如下： 将两个电流源合并为一个电流，等效电路图如下： 通过的电流 33. 一个电压源的电动势为12 V，内阻为6 Ω。将其等效变换为电流源后，接入3 Ω负载电阻。求：（1）等效电流源的电流及内阻连接方式；（2）负载电流和负载消耗的功率。 【答案】（1）等效电流源的电流为 ，即2 A；内阻仍为6 Ω，与电流源并联。（2）负载电流为 ，即 A；负载功率为 ，即 W，约为5.33 W。 【解析】（1）电压源变换为电流源时，电流取电动势与内阻之比，串联内阻改为并联内阻。（2）由电流分配关系求得负载电流，再依据功率公式“电流平方乘电阻”计算负载功率。 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 某电子设备维修人员对一电源模块进行测试，测得其开路电压为 12 V，短路电流为 2 A。现将该电源模块等效为理想电压源与内阻串联的模型，并给负载电阻供电，负载电阻为 3 Ω。（1）求该电源的内阻，并将其变换为等效电流源模型；再利用电压源模型计算负载电流、负载电压和负载功率。（2）利用等效电流源模型，通过电流分配关系计算负载电流和负载电压，并与（1）的结果进行比较。（3）维修人员提出“将该电源直接等效为 2 A 理想电流源即可”的处理意见。判断该意见是否正确，并说明正确的等效处理方法。 【答案】（1）开路时负载电流为零，故电源电动势 。由短路条件可得 ，所以。等效电流源电流为 ，并联电阻为 。负载电流 ；负载电压 ；负载功率 。（2）等效电流源模型中，负载电流 ；负载电压 。所得结果与电压源模型相同。（3）该意见不正确。等效变换后必须保留 2 A 理想电流源及其并联的 6 Ω 电阻；若只保留理想电流源，电源的外特性将发生改变。 【解析】（1）开路电压等于电动势，短路电流由电动势与内阻共同决定。先由 求内阻，再用串联分压和功率公式求负载参数。（2）电压源串联内阻变换为电流源并联同一电阻，利用电流分配可得相同的负载电流和电压，说明两模型对外等效。（3）电源变换不能省略内阻，否则会改变端口电压、电流关系。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $