第20练 基尔霍夫定律验证实训 湖南省（对口招生）《电工技术基础与技能》（高教版·第4版） 一课一练

编写说明：考虑到中职学生普遍基础知识相对薄弱的情况，我们依据支架式教学理念，精心编制了湖南省（对口招生）《电工技术基础与技能》（高教版·第4版）一课一练。专辑里的每一份练习，都与课堂所授知识点紧密相关，题目围绕课堂所学知识点呈现。目的在于激发学生的学习兴趣，培养他们的学习自觉性，帮助学生扎实掌握课程的基本概念与基本方法。 本卷是湖南省（对口招生）《电工技术基础与技能》（高教版·第4版）一课一练的第20练，内容为：按基尔霍夫定律测量支路电流和回路电压，验证实验数据的合理性。 湖南省（对口招生）一课一练 《电工技术基础与技能》（高教版·第4版） 第20练 基尔霍夫定律验证实训 一、填空题 1. 基尔霍夫电流定律规定，在一个节点处，所有______等于所有______。 2. 电路的节点数为______。 3. 在一个电路中，基尔霍夫定律表示节点电流的代数和为______。 4. 基尔霍夫电流定律指出：流过电路任一节点的______为零，其数学表达式为______；基尔霍夫电压定律指出：从电路的任一节点出发绕任意回路一周回到该点时，各元件______为零，其数学表达式为______。 二、单项选择题 5. 关于基尔霍夫定律，下列说法不正确的是（ ） A. 对电路中的任一节点，有 B. 对电路中的任一闭合回路，有 C. 反映电路中各部分电流、电压之间的关系 D. 对非线性电路不成立 6. 设定的电流方向如图所示，那么的电流应为（ ） A. 8A B. -8A C. 2A D. -2A 7. 能列出独立的 KVL 方程数为（ ） A. n - 1 B. b - n + 1 C. n D. b 三、计算题 8. 某基尔霍夫电流定律验证电路中，12 V直流电源正端经支路电流表A1接至节点P，节点P分别经电阻R2和R3接回电源负端。已知R2为100 Ω，R3为60 Ω，规定流入节点P的电流为正。实测电源支路电流I1为0.318 A，R2支路电流I2为0.119 A，R3支路电流I3为0.198 A。求：（1）计算理论支路电流I2、I3及电源支路电流I1。（2）根据实测数据计算节点P处的电流不平衡量及相对偏差。（3）若允许相对偏差不超过2%，判断该组实验数据是否合理。 9. 在基尔霍夫电压定律验证实验中，24 V直流电源与三个电阻组成串联回路，R1为40 Ω，R2为80 Ω，R3为120 Ω。电压表实测电源电压Us为23.80 V，各电阻两端电压分别为U1为3.96 V、U2为7.92 V、U3为11.84 V。求：（1）计算回路总电阻、理论电流及各电阻的理论电压。（2）计算实测各电阻电压之和、回路电压不平衡量及其相对偏差。（3）若规定各电压测量值相对理论值不超过2%，且回路电压相对偏差不超过2%，判断实验数据是否合理。 四、综合应用题 10. 在电子电工实训室中，按基尔霍夫定律验证电路规律。直流电源电压为 ，电路分为两条并联支路：第一条支路由 和 串联组成，第二条支路由 和 串联组成。设电源总电流为 ，两条支路电流分别为 和 ，各电阻电压降分别为 。（1）计算第一条支路的等效电阻、第二条支路的等效电阻、两条支路电流及电源总电流。（2）实测数据为：，，；，，，，。若电流和的允许偏差不超过 ，电压回路和与电源电压的允许偏差不超过 ，判断实测数据是否满足基尔霍夫定律。（3）若实测数据偏差超过允许范围，写出两项改进或检查措施。 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 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 编写说明：考虑到中职学生普遍基础知识相对薄弱的情况，我们依据支架式教学理念，精心编制了湖南省（对口招生）《电工技术基础与技能》（高教版·第4版）一课一练。专辑里的每一份练习，都与课堂所授知识点紧密相关，题目围绕课堂所学知识点呈现。目的在于激发学生的学习兴趣，培养他们的学习自觉性，帮助学生扎实掌握课程的基本概念与基本方法。 本卷是湖南省（对口招生）《电工技术基础与技能》（高教版·第4版）一课一练的第20练，内容为：按基尔霍夫定律测量支路电流和回路电压，验证实验数据的合理性。 湖南省（对口招生）一课一练 《电工技术基础与技能》（高教版·第4版） 第20练 基尔霍夫定律验证实训 一、填空题 1. 基尔霍夫电流定律规定，在一个节点处，所有______等于所有______。 【答案】① 流入电流 ② 流出电流 【解析】基尔霍夫电流定律要求在一个节点处，所有流入该节点的电流之和等于所有流出节点的电流之和。 2. 电路的节点数为______。 【答案】2 3. 在一个电路中，基尔霍夫定律表示节点电流的代数和为______。 【答案】零 【解析】基尔霍夫定律表示节点电流的代数和为零。 4. 基尔霍夫电流定律指出：流过电路任一节点的______为零，其数学表达式为______；基尔霍夫电压定律指出：从电路的任一节点出发绕任意回路一周回到该点时，各元件______为零，其数学表达式为______。 【答案】① 电流的代数和 ② ∑I＝0 ③ 电压的代数和 ④ ∑U＝0 【解析】基尔霍夫电流定律指出，在任一节点处，流入节点的电流代数和等于流出节点的电流代数和，因此规定电流参考方向后，流过该节点的各支路电流代数和为零，数学表达式为∑I＝0。基尔霍夫电压定律指出，沿任意闭合回路绕行一周，各元件电压降和电压升按参考方向取代数和为零，数学表达式为∑U＝0。 二、单项选择题 5. 关于基尔霍夫定律，下列说法不正确的是（ ） A. 对电路中的任一节点，有 B. 对电路中的任一闭合回路，有 C. 反映电路中各部分电流、电压之间的关系 D. 对非线性电路不成立 【答案】D 【解析】根据节点电流定律，对电路中的任一节点，在任一时刻，流入节点的电流之和等于流出节点的电流之和，即，也可写作，故A正确，不符合题意。根据回路电压定律，对电路中的任一闭合回路，沿回路绕行方向上各段电压的代数和等于零，即，故B正确，不符合题意。基尔霍夫定律阐明了电路中各部分电流和各部分电压之间的关系，对于任意电路都成立，故C正确，不符合题意，D错误，符合题意。 6. 设定的电流方向如图所示，那么的电流应为（ ） A. 8A B. -8A C. 2A D. -2A 【答案】B 7. 能列出独立的 KVL 方程数为（ ） A. n - 1 B. b - n + 1 C. n D. b 【答案】B 【解析】对于n个节点、b条支路的电路，可列出b - n + 1个独立的 KVL 方程，所以选 B。 三、计算题 8. 某基尔霍夫电流定律验证电路中，12 V直流电源正端经支路电流表A1接至节点P，节点P分别经电阻R2和R3接回电源负端。已知R2为100 Ω，R3为60 Ω，规定流入节点P的电流为正。实测电源支路电流I1为0.318 A，R2支路电流I2为0.119 A，R3支路电流I3为0.198 A。求：（1）计算理论支路电流I2、I3及电源支路电流I1。（2）根据实测数据计算节点P处的电流不平衡量及相对偏差。（3）若允许相对偏差不超过2%，判断该组实验数据是否合理。 【答案】（1）I2为0.12 A，I3为0.20 A，I1为0.32 A。（2）电流不平衡量为0.001 A，相对偏差约为0.31%。（3）实验数据合理，满足基尔霍夫电流定律的验证要求。 【解析】由欧姆定律，I2=12÷100=0.12 A，I3=12÷60=0.20 A；由KCL，I1=I2+I3=0.32 A。实测节点不平衡量为0.318−0.119−0.198=0.001 A，相对偏差为0.001÷0.318×100%≈0.31%，小于2%，故数据合理。 9. 在基尔霍夫电压定律验证实验中，24 V直流电源与三个电阻组成串联回路，R1为40 Ω，R2为80 Ω，R3为120 Ω。电压表实测电源电压Us为23.80 V，各电阻两端电压分别为U1为3.96 V、U2为7.92 V、U3为11.84 V。求：（1）计算回路总电阻、理论电流及各电阻的理论电压。（2）计算实测各电阻电压之和、回路电压不平衡量及其相对偏差。（3）若规定各电压测量值相对理论值不超过2%，且回路电压相对偏差不超过2%，判断实验数据是否合理。 【答案】（1）总电阻为240 Ω，理论电流为0.10 A；U1为4.00 V，U2为8.00 V，U3为12.00 V。（2）实测电阻电压之和为23.72 V，电压不平衡量为0.08 V，相对偏差约为0.34%。（3）实验数据合理，满足基尔霍夫电压定律的验证要求。 【解析】总电阻R=40+80+120=240 Ω，理论电流I=24÷240=0.10 A，故理论电压依次为4.00 V、8.00 V、12.00 V。实测电压和为23.72 V，不平衡量为23.80−23.72=0.08 V，相对偏差约0.34%；各电压偏差为1.00%、1.00%和1.33%，均小于2%，数据合理。 四、综合应用题 10. 在电子电工实训室中，按基尔霍夫定律验证电路规律。直流电源电压为 ，电路分为两条并联支路：第一条支路由 和 串联组成，第二条支路由 和 串联组成。设电源总电流为 ，两条支路电流分别为 和 ，各电阻电压降分别为 。（1）计算第一条支路的等效电阻、第二条支路的等效电阻、两条支路电流及电源总电流。（2）实测数据为：，，；，，，，。若电流和的允许偏差不超过 ，电压回路和与电源电压的允许偏差不超过 ，判断实测数据是否满足基尔霍夫定律。（3）若实测数据偏差超过允许范围，写出两项改进或检查措施。 【答案】（1）第一条支路等效电阻：；第二条支路等效电阻：。两条支路电流：，。电源总电流：。（2）节点电流满足：，偏差为 ，满足基尔霍夫电流定律。第一回路电压和为 ，与 相差 ；第二回路电压和为 ，与 相差 ，均满足允许范围，因此数据合理。（3）检查导线及接线端子的接触情况；核对电流表串联、电压表并联及仪表极性；检查电阻实际值和电源输出电压。 【解析】（1）先求各串联支路电阻，再用欧姆定律求支路电流，最后由节点电流定律求总电流。（2）将实测支路电流之和与总电流比较，将各回路电压降之和与电源电压比较，结果均在允许偏差内。（3）偏差较大时，应重点检查接线、仪表接法、接触电阻及元件实际参数。 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 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $