第4卷 直流电路——基尔霍夫定律与戴维宁定理 湖南省（对口招生）《电工电子技术与技能》（高教版·第4版） 单元过关卷

湖南省（对口招生）机电类 《电工电子技术与技能》（高教版·第4版） 直流电路——基尔霍夫定律与戴维宁定理 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. 在一个简单电路中，有3个支路分别连接在一个节点上，流入该节点的总电流为3A，那么流出该节点的电流之和是多少？（ ）（忽略电流方向） A. 1A B. 2A C. 3A D. 4A 【答案】C 【解析】根据KCL原则，流入节点的总电流等于流出节点的总电流，所以流出该节点的电流之和也为3A。 2. 在电路中，基尔霍夫电流定律（KCL）的基本内容是（ ） A. 电路中任意节点的电流之和为零 B. 电路中任意回路的电压之和为零 C. 电路中任意节点的电压之和为零 D. 电路中任意支路的电流相等 【答案】A 【解析】基尔霍夫电流定律（KCL）的基本内容是：在电路中，对于任意一个节点，流入该节点的电流之和等于流出该节点的电流之和，即电流之和为零。 3. 图示电路中电流源两端电压的大小为（ ）。 A. 22V B. 18 V C. 12V D. 2V 【答案】C 4. 根据基尔霍夫定律，以下哪个陈述是不正确的？（ ） A. KCL确保节点处的电荷守恒。 B. KVL确保能量守恒 C. KVL适用于含有非线性元件的电路。 D. KCL可以单独用来解含有多个电源的复杂电路问题 【答案】D 【解析】KCL只适用于节点，并不能单独解决涉及电源和电阻的复杂电路问题，通常需要结合KVL一起使用。 5. 在一含有电源、电阻和电容器的复杂直流电路中，能否应用KVL?（ ） A. 只有在瞬态条件下可以 B. 不能 C. 只有在稳态条件下可以 D. 能 【答案】D 【解析】KVL适用于直流电路以及交流电路，无论处于稳态还是瞬态条件。 6. 在一个电路中，有两个电源电压分别为 12V 和 24V，连接在一个等效电阻为 6Ω 的电路上，根据基尔霍夫电压定律，它们的电流分别为（ ） A. 2A，4A B. 6A，12A C. 1A，2A D. 5A，10A 【答案】A 【解析】根据基尔霍夫电压定律，电压 = 电阻 × 电流，所以 12V = 6Ω × 和 24V = 6Ω × I2，解得 2A，4A。 7. 某电路结构如图所示，电路中的四个直流电源均相同，电动势E=10 V，不计内阻，四个相同电阻的阻值R=5Ω，则电路中电压表的读数为（ ） A. 20 V B. 10 V C. 5V D. 0 V 【答案】D 8. 某电路有3个节点和7条支路，采用支路电流法求解各支路的电流时应列出电流方程和电压方程的个数分别为（ ） A. 3、4 B. 3、7 C. 2、5 D. 2、6 【答案】C 【解析】对于具有n个节点、b条支路的电路，独立节点电流方程的数目为n-1，独立回路电压方程的数目为b-n+1。本题中n=3、b=7，因此电流方程数为3-1=2，电压方程数为7-3+1=5，故应选C。 9. 用电压表测得某有源二端网络的端电压是0，说明（ ） A. 外电路上的电流比较小 B. 外电路断路 C. 电源的内阻是0 D. 外电路短路 【答案】D 【解析】有源二端网络的端电压为零，通常表示其端口被短路，外电路两端电位相同。因此应选A。端电压为零不能说明电源内阻为零，也不能据此判断外电路电流一定较小。 10. 如图所示，高内阻电压表读数为16V，则电源Ex为（ ） A. 2V B. 4V C. 8V D. 16V 【答案】C 11. 戴维宁定理中的等效是指（ ） A. 对端口外等效 B. 对端口内等效 C. 对端口内外都等效 D. 对端口内外都不等效 【答案】A 【解析】戴维宁定理是将线性有源二端网络用一个理想电压源和一个等效电阻串联的电路替代。替代后，从端口向外部负载看，端口的电压和电流关系保持不变，因此这种等效是对端口外电路而言的，故选A。 12. 在使用戴维宁定理时，等效电阻的计算方法是（ ） A. 直接测量电路中的电阻值 B. 将所有电源置零后测量电阻值 C. 将所有电源置零后计算电阻的并联值 D. 将所有电源置零后计算电阻的串联值 【答案】B 【解析】在使用戴维宁定理时，等效电阻的计算方法是将所有独立电源置零（电压源短路，电流源开路），然后测量或计算电路的电阻值。 13. 戴维宁定理中，等效电路的电压源等于什么（ ）？ A. 开路电压 B. 短路电流 C. 电源电压 D. 负载电压 【答案】A 【解析】戴维宁定理指出，一个复杂的线性电阻网络可以被等效为一个电压源和一个电阻的串联组合。这个电压源的电压等于原网络中任意两点间的开路电压。 14. 如图所示的两个电网网络、，它们之间有三条导线连接，流过各条导线的电流参考方向已选定，某同学测得流过第一条导线的电流5 A，流过第二条导线的电流6 A，则流过第三条导线的电流应该是（ ） A. 11 A B. 1 A C. -11 A D. -1 A 【答案】C 15. 应用戴维宁定理将线性有源二端网络等效为一个电压源时，等效电路应为（ ） A. 理想电压源与等效电阻并联 B. 理想电压源与等效电阻串联 C. 理想电流源与等效电阻串联 D. 理想电流源与等效电阻并联 【答案】B 【解析】戴维宁等效电路由一个等效电压源和一个等效电阻串联组成，其中等效电压源的电压等于端口开路电压。理想电流源及其连接方式属于诺顿等效电路的表述。 16. 在使用戴维宁定理求解电路时，哪个步骤是错误的？（ ） A. 计算开路电压（Voc） B. 计算短路电流（Isc） C. 计算等效电阻（Req） D. 绘制戴维宁等效电路 【答案】B 【解析】在使用戴维宁定理时，需要计算开路电压（Voc）和等效电阻（Req），而不是短路电流（Isc）。 17. 如图，电路的支路数为（ ） A. 3 B. 4 C. 5 D. 6 【答案】B 18. 有一含源二端网络，测得其开路电压为100V，短路电流为10A，当外接10Ω的负载电阻时，流过负载的电流为（ ） A. 5 A B. 10 A C. 15 A D. 20 A 【答案】A 【解析】由开路电压和短路电流可求戴维宁等效参数： V，。接入RL=10 Ω的负载后，负载电流为IL=5 A，因此选A。 19. 已知某一支路由一个U=15V的理想电压源与一个R=3Ω的电阻相串联，则这个串联电路对外电路来讲，可由（ ）来进行等效 A. U=15V的理想电压源 B. I=5A的理想电流源与R=3的电阻相并联的电路 C. I=5A的理想电流源 D. I=45A的理想电流源与R=3的电阻相并联的电路 【答案】B 【解析】电压源串联电阻可以等效变换为电流源并联同一电阻的形式。等效电流为I=U/R=15/3=5 A，电阻仍为3 Ω，因此应选B。 20. 某直流电路节点有2 A和3 A电流流入，另有一支路电流流出该节点。根据基尔霍夫电流定律，该支路电流为（ ） A. 1 A B. 3 A C. 6 A D. 5 A 【答案】D 【解析】根据基尔霍夫电流定律，流入节点的电流之和等于流出节点的电流之和，因此流出电流为2 A加3 A，结果为5 A。 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 在一个电路中，如果有4个节点和3个支路，那么该电路中的未知电流数目为2。（ ） 【答案】正确 【解析】未知电流数目等于节点数目减一，即4-1=3个未知电流。 22. 在集中参数直流电路中，沿任一闭合回路各段电压的代数和等于零。（ ） 【答案】正确 【解析】基尔霍夫电压定律规定，沿电路任一闭合回路绕行一周，各段电压升和电压降的代数和等于零。该定律反映了电路中能量守恒关系。 23. 在应用基尔霍夫电流定律时，对于一个支路，如果已知支路电流为正值，则该电流的实际方向一定是与已知方向一致的。（ ） 【答案】错误 【解析】已知支路电流为正值并不意味着该电流的实际方向与已知方向一致。除非在解析中得出的实际方向与已知方向一致，否则实际方向可能与已知方向相反。 24. 基尔霍夫电流定律适用于任意电路中的电流计算。（ ） 【答案】正确 【解析】基尔霍夫电流定律适用于任意电路中的电流计算。 25. 根据基尔霍夫电流定律，一个节点上流入的电流之和等于流出的电流之和。（ ） 【答案】正确 【解析】基尔霍夫电流定律指出一个节点上流入的电流之和等于流出的电流之和。 26. 戴维宁定理可以帮助我们简化复杂电路的分析，将电路简化成等效电路。（ ） 【答案】正确 【解析】戴维宁定理可以用于简化电路，找到等效电路。 27. 在求取戴维宁等效电路时，需要将网络中的独立电源短路，依赖电源开路。 （ ） 【答案】错误 【解析】求取戴维宁等效电路时，应将所有独立电源（电压源和电流源）替换为其对应的内阻（电压源短路，电流源开路），并非真正的短路或开路。 28. 在计算戴维宁等效电路时，若已知原电路的所有节点电压和支路电流，可以直接计算出戴维宁电阻值。 （ ） 【答案】正确 【解析】如果已经得到了所有节点电压和支路电流的信息，则可以通过这些数据来计算等效电阻，因为等效电阻是在不包含独立电源影响下的端口电阻。 29. 在求取戴维宁等效电路时，如果原网络包含受控源，则在求解过程中受控源也需要保留在网络中。 （ ） 【答案】正确 【解析】受控源（如受控电流源或受控电压源）依赖于网络中的其他变量（例如，电压或电流），它们与独立源不同，因此在确定戴维宁等效电路时应该保留在网络中。 30. 戴维宁定理适用于任何线性或非线性的二端网络。 （ ） 【答案】错误 【解析】戴维宁定理只适用于线性二端网络。非线性元件的存在可能导致无法用单一的戴维宁等效电路来描述原网络。 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 简述用支路电流法分析直流复杂电路的基本步骤。 【答案】（1）确定电路的支路、节点和独立回路，并对各支路电流假定参考方向。（2）根据基尔霍夫电流定律，列写节点电流方程。（3）根据基尔霍夫电压定律，列写独立回路的电压方程。（4）联立各方程求解支路电流；若结果为负值，表示实际电流方向与假定方向相反。 【解析】支路电流法以各支路电流为未知量，利用基尔霍夫电流定律和电压定律建立方程组，再根据计算结果确定电流的大小和实际方向。 32. 根据基尔霍夫定律求图图所示电路中的电压、和。 【答案】解:根据基尔霍夫电压定律，沿任意回路绕行一周，回路中各元件上电压的代数和等于零。 则对abcka回路: 2-0 对cdpkc回路：-4- 对 eghce回路：- 33. 简述用戴维宁定理求线性二端网络负载电流的步骤，并说明叠加定理中独立源置零的处理方法。 【答案】（1）断开负载，求出二端网络的开路电压，作为戴维宁等效电压。（2）将独立电压源置零并短路，独立电流源置零并开路，求出二端网络的等效电阻。（3）用等效电压源与等效电阻串联替代原二端网络，接回负载后求出负载电流。（4）应用叠加定理时，每次只保留一个独立电源，其余独立电源置零；受控源不能随意置零。 【解析】戴维宁定理将线性二端网络等效为电压源与电阻串联的电路。叠加定理要求分别计算各独立源单独作用时的响应，再进行代数叠加。 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 某工业控制柜中的直流供电模块如文字描述：端子 A 通过电阻 接理想 电压源正极，通过电阻 接理想 电压源正极；两电压源负极均接参考节点 B。负载电阻 接在端子 A、B 之间。规定端子 A 电位高于端子 B 时，负载电流由 A 流向 B。该负载要求端电压不低于 。（1）断开负载 ，利用基尔霍夫电流定律计算端子 A 对 B 的戴维宁等效电压 。（2）利用戴维宁定理计算等效电阻 、接入负载后的负载电流 和负载端电压 。（3）采用叠加定理，分别计算 电源和 电源单独作用时的负载电流，并验证叠加结果；判断负载端电压是否满足技术要求。 【答案】（1）设端子 A 电压为 ，根据 KCL：\[\frac{V_{\mathrm{th}}-12}{2}+\frac{V_{\mathrm{th}}-6}{4}=0\]两边乘以 4，得 ，所以 。（2）\[R_{\mathrm{th}}=R1\parallel R2=\frac{2\times4}{2+4}=\frac{4}{3} Ω\]\[IL=\frac{V_{\mathrm{th}}}{R_{\mathrm{th}}+RL}=\frac{10}{\frac{4}{3}+4}=\frac{10}{\frac{16}{3}}=1.875 \text{A}\]\[UL=ILR_L=1.875\times4=7.5 \text{V}\]（3）仅 电源作用时，将 电源短路，得\[R2\parallel RL=\frac{4\times4}{4+4}=2 Ω\]\[UL1=12\times\frac{2}{2+2}=6 \text{V}, IL1=\frac{6}{4}=1.5 \text{A}\]仅 电源作用时，将 电源短路，得\[R1\parallel RL=\frac{2\times4}{2+4}=\frac{4}{3} Ω\]\[UL2=6\times\frac{\frac{4}{3}}{4+\frac{4}{3}}=1.5 \text{V}, IL2=\frac{1.5}{4}=0.375 \text{A}\]\[IL1+IL2=1.5+0.375=1.875 \text{A}\]与戴维宁定理计算结果一致。负载端电压为 ，高于 ，满足技术要求。 【解析】（1）负载开路时，端子 A 无负载支路电流，列 KCL 式可解得戴维宁电压。（2）将独立电压源短路，两个电阻并联形成 ，再按串联分压计算负载电流和电压。（3）分别保留一个电源并将另一个短路，两个负载电流相加即为总电流。 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）机电类 《电工电子技术与技能》（高教版·第4版） 直流电路——基尔霍夫定律与戴维宁定理 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. 在一个简单电路中，有3个支路分别连接在一个节点上，流入该节点的总电流为3A，那么流出该节点的电流之和是多少？（ ）（忽略电流方向） A. 1A B. 2A C. 3A D. 4A 2. 在电路中，基尔霍夫电流定律（KCL）的基本内容是（ ） A. 电路中任意节点的电流之和为零 B. 电路中任意回路的电压之和为零 C. 电路中任意节点的电压之和为零 D. 电路中任意支路的电流相等 3. 图示电路中电流源两端电压的大小为（ ）。 A. 22V B. 18 V C. 12V D. 2V 4. 根据基尔霍夫定律，以下哪个陈述是不正确的？（ ） A. KCL确保节点处的电荷守恒。 B. KVL确保能量守恒 C. KVL适用于含有非线性元件的电路。 D. KCL可以单独用来解含有多个电源的复杂电路问题 5. 在一含有电源、电阻和电容器的复杂直流电路中，能否应用KVL?（ ） A. 只有在瞬态条件下可以 B. 不能 C. 只有在稳态条件下可以 D. 能 6. 在一个电路中，有两个电源电压分别为 12V 和 24V，连接在一个等效电阻为 6Ω 的电路上，根据基尔霍夫电压定律，它们的电流分别为（ ） A. 2A，4A B. 6A，12A C. 1A，2A D. 5A，10A 7. 某电路结构如图所示，电路中的四个直流电源均相同，电动势E=10 V，不计内阻，四个相同电阻的阻值R=5Ω，则电路中电压表的读数为（ ） A. 20 V B. 10 V C. 5V D. 0 V 8. 某电路有3个节点和7条支路，采用支路电流法求解各支路的电流时应列出电流方程和电压方程的个数分别为（ ） A. 3、4 B. 3、7 C. 2、5 D. 2、6 9. 用电压表测得某有源二端网络的端电压是0，说明（ ） A. 外电路上的电流比较小 B. 外电路断路 C. 电源的内阻是0 D. 外电路短路 10. 如图所示，高内阻电压表读数为16V，则电源Ex为（ ） A. 2V B. 4V C. 8V D. 16V 11. 戴维宁定理中的等效是指（ ） A. 对端口外等效 B. 对端口内等效 C. 对端口内外都等效 D. 对端口内外都不等效 12. 在使用戴维宁定理时，等效电阻的计算方法是（ ） A. 直接测量电路中的电阻值 B. 将所有电源置零后测量电阻值 C. 将所有电源置零后计算电阻的并联值 D. 将所有电源置零后计算电阻的串联值 13. 戴维宁定理中，等效电路的电压源等于什么（ ）？ A. 开路电压 B. 短路电流 C. 电源电压 D. 负载电压 14. 如图所示的两个电网网络、，它们之间有三条导线连接，流过各条导线的电流参考方向已选定，某同学测得流过第一条导线的电流5 A，流过第二条导线的电流6 A，则流过第三条导线的电流应该是（ ） A. 11 A B. 1 A C. -11 A D. -1 A 15. 应用戴维宁定理将线性有源二端网络等效为一个电压源时，等效电路应为（ ） A. 理想电压源与等效电阻并联 B. 理想电压源与等效电阻串联 C. 理想电流源与等效电阻串联 D. 理想电流源与等效电阻并联 16. 在使用戴维宁定理求解电路时，哪个步骤是错误的？（ ） A. 计算开路电压（Voc） B. 计算短路电流（Isc） C. 计算等效电阻（Req） D. 绘制戴维宁等效电路 17. 如图，电路的支路数为（ ） A. 3 B. 4 C. 5 D. 6 18. 有一含源二端网络，测得其开路电压为100V，短路电流为10A，当外接10Ω的负载电阻时，流过负载的电流为（ ） A. 5 A B. 10 A C. 15 A D. 20 A 19. 已知某一支路由一个U=15V的理想电压源与一个R=3Ω的电阻相串联，则这个串联电路对外电路来讲，可由（ ）来进行等效 A. U=15V的理想电压源 B. I=5A的理想电流源与R=3的电阻相并联的电路 C. I=5A的理想电流源 D. I=45A的理想电流源与R=3的电阻相并联的电路 20. 某直流电路节点有2 A和3 A电流流入，另有一支路电流流出该节点。根据基尔霍夫电流定律，该支路电流为（ ） A. 1 A B. 3 A C. 6 A D. 5 A 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 在一个电路中，如果有4个节点和3个支路，那么该电路中的未知电流数目为2。（ ） 22. 在集中参数直流电路中，沿任一闭合回路各段电压的代数和等于零。（ ） 23. 在应用基尔霍夫电流定律时，对于一个支路，如果已知支路电流为正值，则该电流的实际方向一定是与已知方向一致的。（ ） 24. 基尔霍夫电流定律适用于任意电路中的电流计算。（ ） 25. 根据基尔霍夫电流定律，一个节点上流入的电流之和等于流出的电流之和。（ ） 26. 戴维宁定理可以帮助我们简化复杂电路的分析，将电路简化成等效电路。（ ） 27. 在求取戴维宁等效电路时，需要将网络中的独立电源短路，依赖电源开路。 （ ） 28. 在计算戴维宁等效电路时，若已知原电路的所有节点电压和支路电流，可以直接计算出戴维宁电阻值。 （ ） 29. 在求取戴维宁等效电路时，如果原网络包含受控源，则在求解过程中受控源也需要保留在网络中。 （ ） 30. 戴维宁定理适用于任何线性或非线性的二端网络。 （ ） 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 简述用支路电流法分析直流复杂电路的基本步骤。 32. 根据基尔霍夫定律求图图所示电路中的电压、和。 33. 简述用戴维宁定理求线性二端网络负载电流的步骤，并说明叠加定理中独立源置零的处理方法。 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 某工业控制柜中的直流供电模块如文字描述：端子 A 通过电阻 接理想 电压源正极，通过电阻 接理想 电压源正极；两电压源负极均接参考节点 B。负载电阻 接在端子 A、B 之间。规定端子 A 电位高于端子 B 时，负载电流由 A 流向 B。该负载要求端电压不低于 。（1）断开负载 ，利用基尔霍夫电流定律计算端子 A 对 B 的戴维宁等效电压 。（2）利用戴维宁定理计算等效电阻 、接入负载后的负载电流 和负载端电压 。（3）采用叠加定理，分别计算 电源和 电源单独作用时的负载电流，并验证叠加结果；判断负载端电压是否满足技术要求。 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 $