第6卷 复杂直流电路（B卷） 内蒙古自治区（职教高考）《电工技术基础与技能》（高教版·第4版） 单元过关卷

内蒙古自治区（职教高考）机电类 《电工技术基础与技能》（高教版·第4版） 复杂直流电路（B卷） 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15小题，每题3分，共45分） 1. 如果电路中有n个节点，b条支路，个网孔，那么可以列写出______个独立的 KVL 方程。（ ） A. b- (n-1) B. n+1 C. n-1 D. b-(n+1) 【答案】A 【解析】独立的KVL方程数等于网孔数，也等于支路数减去独立节点方程数，即 b-(n-1)，所以选C。 2. 在电桥电路中，左上电阻为 8Ω，左下电阻为 4Ω，右上电阻为 R，右下电阻为 2Ω，当电流表读数为 0 时，R 的阻值为（ ） A. 4Ω B. 2Ω C. 1Ω D. 8Ω 【答案】A 【解析】电桥平衡时两侧电阻比相等，有8/4=R/2，解得R=4Ω，所以选C。 3. 图所示电路中，已知，，R=50kΩ，则电压U应为（ ） A. 20V B. -20V C. 50V D. -50V 【答案】B 4. 某直流电路有 4 个节点，根据基尔霍夫电流定律可列出独立的电流方程数为（ ）​ A. 1​ B. 2​ C. 4​​ D. 3​ 【答案】D 【解析】含有4个节点的电路，独立的基尔霍夫电流方程数为节点数减1，即4-1=3，所以选C。 5. 用支路电流法解题时，若电路有a条支路，b个节点，则应列出的电压方程数为（ ） A. a B. C. D. 【答案】D 【解析】支路电流法中，独立的基尔霍夫电压方程数等于支路数减去独立节点电流方程数，即a-(b-1)=a-b+1，所以选D。 6. 如图所示，I1=6A，I2=3A，则I3是（ ） A. 9A B. 3A C. -3A D. -9A 【答案】D 7. 戴维南等效电路中，等效电压源的内阻等于原电路的（ ） A. 输入电阻 B. 输出电阻 C. 电源内阻 D. 负载电阻 【答案】A 【解析】戴维南等效电路的内阻是从输出端看入原电路所得的等效输入电阻，所以选A。 8. 两个相同的有源二端网络并联，其戴维南等效电动势为（ ） A. 单个网络电动势的 2 倍 B. 单个网络电动势 C. 单个网络电动势的 1/2 D. 0 【答案】B 【解析】两个相同有源二端网络并联时，端口电压相同，等效电动势仍等于单个网络的电动势，所以选B。 9. 如图所示电路，已知，且恒压源的功率为零，则恒流源的功率为（ ） A. 0 B. 2W C. 60W D. -60W 【答案】D 10. 戴维宁定理只适用于线性电路，对“线性电路”的理解正确的是（ ） A. 有源二端网络必须是线性的，负载可以是线性的，也可以是非线性的 B. 有源二端网络可以是线性的，也可以是非线性的，负载必须是线性的 C. 有源二端网络和负载必须是线性的 D. 有源二端网络和负载都可以是线性的，也可以是非线性的 【答案】A 【解析】有源二端网络必须是线性的，负载可以是线性的，也可以是非线性的。 戴维宁定理是指任何一个线性有源二端网络，对外电路而言，总可以用一个电压源和一个电阻的串联组合来等效替代。其中，电压源的电压等于该有源二端网络的开路电压，电阻等于该有源二端网络中所有独立源置零后端口的等效电阻。这里强调有源二端网络必须是线性的，这样才能运用线性电路的分析方法和定理来进行等效变换等操作，而对于外接的负载并没有严格要求，它可以是线性的，也可以是非线性的。 11. 在直流电路中，电源的哪一端电位最高（ ） A. 负极 B. 正极 C. 取决于电流方向 D. 两端电位相同 【答案】B 【解析】在直流电路中，电源的正极电位最高，负极电位最低。故选B 12. 如图所示电路中，电动势单独作用时，电阻上的电流大小为2A，则电动势的大小为（ ） A. 30V B. 26V C. 18V D. 15V 【答案】C 13. 一个电路中有两个电源，一个为 ( V1 = 10 V )，内阻为 ( R1 = 2 \Ω)，另一个为 ( V2 = 6 V )，内阻为 ( R2 = 4 \Ω )，两个电源相互连接，求它们等效为一个理想电源的电动势和内阻分别是多少（ ） A. ( E = 8 V )， ( R = 6 \Ω) B. ( E = 6 V )， ( R = 2 \Ω) C. ( E = 16 V )， ( R = 6 \Ω) D. ( E = 12 V )， ( R = 1 \Ω) 【答案】C 【解析】利用两个电源等效电动势的叠加和内阻的并联公式，计算得到等效理想电源的电动势和内阻 14. 已知一电压源的电动势为12V，内阻为2Ω，等效为电流源时，其电流源的电流和内阻应为（ ） A. 6A，3Ω B. 3A，2Ω C. 6A，2Ω D. 3A，3Ω 【答案】C 【解析】电压源等效为电流源时，有，内阻仍为，故C正确。 15. 实际电流源的输出电流______理想电流源的输出电流。（ ） A. 大于 B. 小于 C. 等于 D. 无法比较 【答案】B 【解析】实际电流源存在并联内阻，接入负载后部分电流会流过内阻，因此输出电流小于理想电流源的输出电流，所以选B。 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 16. 电路中任一网孔都是回路，任一回路都可以称为网孔。（ ） 【答案】错误 【解析】电路中的网孔一定是回路，但回路不一定是网孔，故错误。 17. 基尔霍夫电流定律仅适用于电路中的节点，与元件的性质有关。（ ） 【答案】错误 【解析】KCL适用于任意集总电路节点，与元件性质无关，因此题干错误。 18. 利用支路电流法求解支路电流，若计算结果为负，说明选取方向与实际方向相反。（ ） 【答案】正确 【解析】支路电流的参考方向可任意假定，计算结果为负表示实际电流方向与所选参考方向相反，因此判断正确。 19. 用支路电流法求解电路时，若电路中有 m 个独立回路，则可列出 m 个独立的基尔霍夫电压方程。（ ） 【答案】正确 【解析】每个独立回路可列写一个独立的基尔霍夫电压方程，因此有m个独立回路时可列出m个独立方程，判断正确。 20. 支路电流法求解出的电流一定是唯一解。（ ） 【答案】正确 【解析】在给定的电路参数和条件下，支路电流法求解出的电流是唯一确定的，故表述正确。 21. 叠加定理适用于任何电路。（ ） 【答案】错误 【解析】叠加定理只适用于线性电路，不适用于包含非线性元件的任何电路，因此判断错误。 22. ‌‌叠加原理不仅适用于‌直流电路，还适用于‌交流电路。（ ） 【答案】正确 【解析】叠加原理适用于线性电路，交流电路在线性条件下同样适用，因此判断正确。 23. 实际电源模型只考虑了电源的理想特性，不考虑内部电阻的影响。（ ） 【答案】错误 【解析】实际电源模型考虑了电源的内部电阻，以更准确地描述电源的特性。 24. 电压源的电压保持恒定不变。（ ） 【答案】正确 【解析】电压源的电压保持恒定不变。 25. 对同一电源等效的电压源和电流源是外电路的两种等效模型。（ ） 【答案】正确 【解析】对同一电源等效的电压源是指对外电路提供恒定电压的电源，而电流源是指对外电路提供恒定电流的电源，不管是等效成电压源，还是等效成电流源，对同一电源来说，内阻是一定值，均不变，即等效电源只对外电路等效，对电源内部不等效。故正确。 三、填空题（本大题共5小题，每题2分，共10分） 26. 在复杂直流电路中，列写节点电流方程时，流入节点的各支路电流之和与流出节点的各支路电流之和______，所以各支路电流按同一参考方向取代数和时，其结果为______。 【答案】相等；零 【解析】基尔霍夫电流定律表明，电路任一节点处电荷不能积累，流入节点的电流总和等于流出节点的电流总和。若规定流入或流出为同一参考方向，则各支路电流的代数和为零。 27. 按电源提供的电流特性分类，电源可分为______电源和______电源。 【答案】① 直流 ② 交流 【解析】按输出电流的方向和大小是否随时间变化，电源分为直流电源和交流电源。 28. 如下图所示的电路，已知＝2 A，＝3 A，＝9 A，则的大小为______。 【答案】7 A 29. 常见的电源有______、______和______等。 【答案】① 电池 ② 直流稳压电源 ③ 发电机 【解析】电池、直流稳压电源和发电机都是常见的电源形式，分别可提供相应的电能。 30. 恒压源与恒流源______等效变换。只有______电压源与______电流源之间才能等效变换。这里的所谓“等效”，是对______电路而言的，对于______电路并不等效。 【答案】① 不能 ② 实际 ③ 实际 ④ 外 ⑤ 内 【解析】恒压源和恒流源不能直接等效变换，只有实际电压源与实际电流源之间才能进行等效变换；这种等效针对外电路，对内电路不等效。 四、简答题（本大题共3小题，每题5分，共15分） 31. 简述基尔霍夫电流定律（KCL）的内容及物理意义。 【答案】KCL内容：任一时刻，对电路中任一节点，所有流入节点的电流之和等于所有流出节点的电流之和（或电流的代数和为零）；物理意义是“电荷守恒”，即节点不会积累或消耗电荷。 【解析】在任一时刻，对电路中的任一节点，流入该节点的电流代数和等于流出该节点的电流代数和，即节点电流的代数和为零。用公式表示为∑I=0。其物理意义是电荷守恒：电荷不能在节点处凭空产生或消失，因此在稳定集总电路中，节点不会积累电荷。 32. 如图所示，，，，求： （1）通过的电流； （2）、的功率并说明是吸收还是提供功率。 【答案】（1） （2）提供的功率，吸收的功率 【解析】图3-8有两个节点可以列一个独立的电流方程，再列一个回路电压方程就可以解出通过和的电流，因此可以用支路电流法求出的电流。理想电流源两端的电压等于恒压源和两端的电压，可以用公式求出电压源和电流源的功率。若实际电流方向和电压方向相同，则元件提供功率，为电源；若实际电流方向和电压方向相反，则元件吸收功率，为负载。 解：（1）如图所示 代入数据得 解得，。 （2）提供的功率 吸收的功率 33. 简述什么是理想电压源 【答案】一个能输出恒定不变的电压且输出电压值与其电流无关的电源，称为理想电压源。 【解析】理想电压源能够向外电路提供恒定不变的端电压，其端电压值与输出电流无关。理想电压源的内阻为零，因此无论外电路电流如何变化，端电压均保持为规定值。在实际电路中，负载电流由电源电压和外电路参数共同决定。 五、综合应用题（本大题共2小题，每题5分，共10分） 34. 某控制柜内有两个直流电源共同向负载供电。电源电动势分别为 、，内阻忽略不计；电源分别通过电阻 、接至节点 ，负载电阻 接在节点 与参考节点之间。规定各支路电流流向节点 为正方向。（1）应用支路电流法，计算支路电流 、及负载电流 ，并说明负值电流的实际方向。（2）断开负载电阻 ，应用戴维宁定理求节点 两端的戴维宁等效电压 和等效电阻 ，再计算接入 后的负载电流。（3）分别单独保留电源 和电源 ，应用叠加定理计算它们在负载两端产生的电压，并验证叠加结果与实际负载电压相符。 【答案】（1）设节点a相对于参考节点的电压为U。按照题设，各支路电流流向节点a为正方向，则 ，，。 由节点a的基尔霍夫电流定律， ， 即。 解得。 因此，；；。 I2为负，表示其实际方向与规定方向相反，即由节点a流向E2；IL为负，表示负载电流实际由节点a流向参考节点。 （2）断开负载电阻RL时，节点a开路，满足 ， 解得。 将两个理想电压源置零，即用短路代替，得 。 接入RL后，负载电流实际由节点a流向参考节点，其大小为 I_ 。 若仍按题设“流向节点a”为正方向计数，则负载支路电流为。 （3）应用叠加定理。只保留E1、将E2置零时，R2与R_L并联，负载电压为 U_ 。 只保留E2、将E1置零时，R1与R_L并联，负载电压为 U_ 。 叠加得到UL=U_，与（1）中节点电压U一致。 【解析】设节点电压为U，按支路电流流向节点a为正列KCL：(12−U)/4+(6−U)/2−U/6=0，得U=72/11 V。故I1=15/11 A、I2=−3/11 A、IL=−12/11 A，负值表示实际方向相反。断开负载得Uth=8 V，Rth=4/3 Ω，接入负载后IL=−12/11 A。叠加时两电源分别产生36/11 V，合成电压为72/11 V，与节点电压一致。 35. 某直流控制装置采用一个实际电压源供电，其电动势为 ，内阻为 。该电源向节点 供电，节点 还接有电阻 和负载电阻 ，两电阻的另一端均接参考节点；另有一个恒流源以 的电流由参考节点流向节点 。电压源的正端经内阻接至节点 。（1）将电压源模型转换为等效电流源模型，求等效电流源的电流和并联电阻，并说明电流源方向。（2）接入 时，应用基尔霍夫电流定律计算负载两端电压、负载电流及负载功率。（3）采用戴维宁定理分析该装置。当负载改为 时，求负载电流和负载功率，并与 时进行比较。 【答案】（1）电压源模型转换为电流源模型：。等效电流源为 ，方向由参考节点指向节点 ，并联电阻为 。（2）以节点 电压为 ，由基尔霍夫电流定律得。两边同乘 ，得 ，所以。；。（3）移去负载后，开路电压满足，得 。将独立电压源短路、独立电流源开路，得。当 时，；。与 负载相比，减小，负载电流增大，负载电压降低，负载功率增大。 【解析】电压源等效为诺顿源：IN=24/2=12 A，方向由参考节点指向a，并联电阻为2 Ω。节点KCL为(24−U)/2+2=U/6+U/8，得U=336/19 V，IL=42/19 A，PL=14112/361 W。移去负载得Uth=21 V、Rth=2∥6=3/2 Ω；RL'=4 Ω时，IL'=42/11 A，PL'=7056/121 W。相比8 Ω负载，电流和功率增大，端电压降低。 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 $ 内蒙古自治区（职教高考）机电类 《电工技术基础与技能》（高教版·第4版） 复杂直流电路（B卷） 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15小题，每题3分，共45分） 1. 如果电路中有n个节点，b条支路，个网孔，那么可以列写出______个独立的 KVL 方程。（ ） A. b- (n-1) B. n+1 C. n-1 D. b-(n+1) 2. 在电桥电路中，左上电阻为 8Ω，左下电阻为 4Ω，右上电阻为 R，右下电阻为 2Ω，当电流表读数为 0 时，R 的阻值为（ ） A. 4Ω B. 2Ω C. 1Ω D. 8Ω 3. 图所示电路中，已知，，R=50kΩ，则电压U应为（ ） A. 20V B. -20V C. 50V D. -50V 4. 某直流电路有 4 个节点，根据基尔霍夫电流定律可列出独立的电流方程数为（ ）​ A. 1​ B. 2​ C. 4​​ D. 3​ 5. 用支路电流法解题时，若电路有a条支路，b个节点，则应列出的电压方程数为（ ） A. a B. C. D. 6. 如图所示，I1=6A，I2=3A，则I3是（ ） A. 9A B. 3A C. -3A D. -9A 7. 戴维南等效电路中，等效电压源的内阻等于原电路的（ ） A. 输入电阻 B. 输出电阻 C. 电源内阻 D. 负载电阻 8. 两个相同的有源二端网络并联，其戴维南等效电动势为（ ） A. 单个网络电动势的 2 倍 B. 单个网络电动势 C. 单个网络电动势的 1/2 D. 0 9. 如图所示电路，已知，且恒压源的功率为零，则恒流源的功率为（ ） A. 0 B. 2W C. 60W D. -60W 10. 戴维宁定理只适用于线性电路，对“线性电路”的理解正确的是（ ） A. 有源二端网络必须是线性的，负载可以是线性的，也可以是非线性的 B. 有源二端网络可以是线性的，也可以是非线性的，负载必须是线性的 C. 有源二端网络和负载必须是线性的 D. 有源二端网络和负载都可以是线性的，也可以是非线性的 11. 在直流电路中，电源的哪一端电位最高（ ） A. 负极 B. 正极 C. 取决于电流方向 D. 两端电位相同 12. 如图所示电路中，电动势单独作用时，电阻上的电流大小为2A，则电动势的大小为（ ） A. 30V B. 26V C. 18V D. 15V 13. 一个电路中有两个电源，一个为 ( V1 = 10 V )，内阻为 ( R1 = 2 \Ω)，另一个为 ( V2 = 6 V )，内阻为 ( R2 = 4 \Ω )，两个电源相互连接，求它们等效为一个理想电源的电动势和内阻分别是多少（ ） A. ( E = 8 V )， ( R = 6 \Ω) B. ( E = 6 V )， ( R = 2 \Ω) C. ( E = 16 V )， ( R = 6 \Ω) D. ( E = 12 V )， ( R = 1 \Ω) 14. 已知一电压源的电动势为12V，内阻为2Ω，等效为电流源时，其电流源的电流和内阻应为（ ） A. 6A，3Ω B. 3A，2Ω C. 6A，2Ω D. 3A，3Ω 15. 实际电流源的输出电流______理想电流源的输出电流。（ ） A. 大于 B. 小于 C. 等于 D. 无法比较 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 16. 电路中任一网孔都是回路，任一回路都可以称为网孔。（ ） 17. 基尔霍夫电流定律仅适用于电路中的节点，与元件的性质有关。（ ） 18. 利用支路电流法求解支路电流，若计算结果为负，说明选取方向与实际方向相反。（ ） 19. 用支路电流法求解电路时，若电路中有 m 个独立回路，则可列出 m 个独立的基尔霍夫电压方程。（ ） 20. 支路电流法求解出的电流一定是唯一解。（ ） 21. 叠加定理适用于任何电路。（ ） 22. ‌‌叠加原理不仅适用于‌直流电路，还适用于‌交流电路。（ ） 23. 实际电源模型只考虑了电源的理想特性，不考虑内部电阻的影响。（ ） 24. 电压源的电压保持恒定不变。（ ） 25. 对同一电源等效的电压源和电流源是外电路的两种等效模型。（ ） 三、填空题（本大题共5小题，每题2分，共10分） 26. 在复杂直流电路中，列写节点电流方程时，流入节点的各支路电流之和与流出节点的各支路电流之和______，所以各支路电流按同一参考方向取代数和时，其结果为______。 27. 按电源提供的电流特性分类，电源可分为______电源和______电源。 28. 如下图所示的电路，已知＝2 A，＝3 A，＝9 A，则的大小为______。 29. 常见的电源有______、______和______等。 30. 恒压源与恒流源______等效变换。只有______电压源与______电流源之间才能等效变换。这里的所谓“等效”，是对______电路而言的，对于______电路并不等效。 四、简答题（本大题共3小题，每题5分，共15分） 31. 简述基尔霍夫电流定律（KCL）的内容及物理意义。 32. 如图所示，，，，求： （1）通过的电流； （2）、的功率并说明是吸收还是提供功率。 33. 简述什么是理想电压源 五、综合应用题（本大题共2小题，每题5分，共10分） 34. 某控制柜内有两个直流电源共同向负载供电。电源电动势分别为 、，内阻忽略不计；电源分别通过电阻 、接至节点 ，负载电阻 接在节点 与参考节点之间。规定各支路电流流向节点 为正方向。（1）应用支路电流法，计算支路电流 、及负载电流 ，并说明负值电流的实际方向。（2）断开负载电阻 ，应用戴维宁定理求节点 两端的戴维宁等效电压 和等效电阻 ，再计算接入 后的负载电流。（3）分别单独保留电源 和电源 ，应用叠加定理计算它们在负载两端产生的电压，并验证叠加结果与实际负载电压相符。 35. 某直流控制装置采用一个实际电压源供电，其电动势为 ，内阻为 。该电源向节点 供电，节点 还接有电阻 和负载电阻 ，两电阻的另一端均接参考节点；另有一个恒流源以 的电流由参考节点流向节点 。电压源的正端经内阻接至节点 。（1）将电压源模型转换为等效电流源模型，求等效电流源的电流和并联电阻，并说明电流源方向。（2）接入 时，应用基尔霍夫电流定律计算负载两端电压、负载电流及负载功率。（3）采用戴维宁定理分析该装置。当负载改为 时，求负载电流和负载功率，并与 时进行比较。 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 $