第5卷 复杂直流电路（A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（A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. 当在电路中应用基尔霍夫第二定律时，哪个原则是基础的？（ ） A. 电流守恒 B. 电压守恒 C. 能量守恒 D. 电荷守恒 【答案】C 【解析】基尔霍夫第二定律适用于电路中的任一闭合回路，其内容是沿闭合回路各段电压的代数和等于零。该定律的理论基础是能量守恒定律，因此应选C。 2. 在一个电路中，一个 ( 8 V ) 的电源串联连接一个 ( 4 Ω) 的电阻，与一个 ( 12 V ) 的电源并联连接一个 ( 6 Ω) 的电阻，两个分支再串联连接，求整个电路中的总电流是多少（ ） A. 0.5 A B. 1 A C. 1.5 A D. 2 A 【答案】题干信息不足，无法唯一确定；若按两个电源同向、两个电阻串联理解，则I=(8+12)/(4+6)=2 A，选D。 【解析】题干中的“并联连接”和“两个分支再串联连接”对电路拓扑的描述存在矛盾，且未说明两个电源的极性关系，因此无法唯一确定总电流。若题意为8 V电源、4 Ω电阻、12 V电源和6 Ω电阻依次串联，且两个电源同向，则总电动势E=8+12=20 V，总电阻R=4+6=10 Ω。根据欧姆定律，I=E/R=20/10=2 A，因此应选D。 3. 已知电路如图所示，则下列关系式正确的是（ ） A. I3+I4+I5=0 B. I1+I2+I3=0 C. I2=I4+I5 D. US=I1R1+I2R2 【答案】A 4. 在一个电路中，一个 ( 16 V ) 的电源和一个 ( 4 Ω) 的电阻串联连接，另一个电源接入电路中，使得总电流为 3 A，求接入的电源的电动势是多少（ ） A. 8 V B. 12 V C. 16 V D. 20 V 【答案】题干信息不足；若两个电源串联且另一电源与16 V电源反向，则接入电源的电动势为4 V（方向相反），现有选项无正确答案。 【解析】若两个电源串联，电阻为4 Ω，总电流为3 A，则回路所需的总电动势为E总=IR=3×4=12 V。已知一个电源电动势为16 V，因此另一电源必须与其反向，且满足16−E2=12，解得E2=4 V。由于题干未说明电源极性，且选项中没有4 V，原题不能唯一作答。 5. 关于叠加定理的应用，下列叙述中错误的是（ ） A. 只适用于线性电路，不适用于非线性电路 B. 仅适用于线性电路的电压、电流的计算 C. 对于不作用的电流源可用短路替代，不作用的电压源可用开路替代 D. 对于不作用的电流源可用开路替代，不作用的电压源可用短路替代 【答案】C 【解析】对于不作用的电流源可用开路替代，不作用的电压源可用短路替代，故选C 6. 电路如图所示，A、B两点的电压UAB为（ ） A. -18V B. 8V C. 6V D. 18V 【答案】D 【解析】根据图示可得4Ω两端电压为8V，4V恒压源所在支路的2Ω的电压为4V，故可得UAB=8+4+4+2=18V。故选D。 7. 在一个电路中，一个 ( 12 V ) 的电源和一个 ( 3 Ω) 的电阻串联连接，另一个电源接入电路中，使得总电流为 4 A，求接入的电源的电动势是多少（ ） A. 6 V B. 9 V C. 12 V D. 15 V 【答案】题干信息不足；若两个电源串联且同向，则接入电源的电动势为0 V，现有选项无正确答案。 【解析】若两个电源串联，且电阻为3 Ω、总电流为4 A，则回路总电动势为E总=IR=4×3=12 V。已知一个电源的电动势已经是12 V，因此在两个电源同向串联的理解下，另一个电源的代数电动势为E2=12−12=0 V。若电源反向，则其大小应为24 V。由于题干未说明连接极性，且现有选项均不匹配，原题条件不足。 8. 在一个电路中，一个 ( 12 V ) 的电源和一个 ( 6 Ω) 的电阻串联连接，另一个电源接入电路中，使得总电流为 2 A，求接入的电源的电动势是多少（ ） A. 6 V B. 9 V C. 12 V D. 15 V 【答案】题干信息不足；若两个电源串联且同向，则接入电源的电动势为0 V，现有选项无正确答案。 【解析】若两个电源串联，电阻为6 Ω、总电流为2 A，则总电动势为E总=IR=2×6=12 V。已知一个电源的电动势为12 V，因此在两个电源同向串联的情况下，另一个电源的代数电动势为E2=12−12=0 V。若其与已知电源反向，则电动势大小为24 V。题干未说明电源极性，现有选项不能确定正确答案。 9. 电路如题所示，电流I的表达式为（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】根据KVL定律，有U+E+I（R1+R2）=0，可得。故选A。 10. 实际的直流电压源与直流电流源之间可以变换，变换时应注意以下几点，不正确的是（ ） A. 理想的电压源与电流源之间可以等效 B. 要保持端钮的极性不变 C. 两种模型中的电阻R0是相同的，但连接关系不同 D. 两种模型的等效是对外电路而言 【答案】A 【解析】理想电压源的内阻为零，理想电流源的内阻为无穷大，二者不能直接进行等效变换；实际电压源和实际电流源才可通过改变连接关系进行等效变换。因此选A。 11. 一个18 V直流电源先与6 Ω电阻串联，再与12 Ω电阻和4 Ω电阻组成的并联支路连接。通过4 Ω电阻的电流为（ ） A. 0.5 A B. 1.0 A C. 1.5 A D. 2.0 A 【答案】C 【解析】12 Ω电阻与4 Ω电阻并联后的等效电阻为3 Ω，电路总电阻为9 Ω，干路电流为2 A；串联电阻两端电压为12 V，因此并联支路电压为6 V，通过4 Ω电阻的电流为1.5 A。 12. 在图示电路中，A、B两端的电压U为______V（ ） A. -24V B. 12 C. 24 D. -12 【答案】A 【解析】回路中电流I=4A，则根据KVL定律可得U+8+4×4=0，得U=-24V，故选A。 13. 在实际电压源模型中，内部电阻的作用是什么（ ） A. 限制电压输出 B. 保护电压源 C. 提高电压源的效率 D. 减小电压源的体积 【答案】A 【解析】实际电压源模型中的内部电阻限制了电压源的输出，导致输出电压在负载变化时产生波动。 14. 在一个电路中，一个 ( 18 V ) 的电源和一个 ( 3 Ω) 的电阻串联连接，另一个 ( 9 V ) 的电源和一个 ( 2 Ω) 的电阻串联连接，两个串联电路并联连接，再与一个 ( 6 Ω) 的电阻串联。求整个电路中的总电流是多少（ ） A. 1 A B. 2 A C. 3 A D. 4 A 【答案】题干信息不足；若两个支路电源极性相同，则I=1.75 A，现有选项无正确答案。 【解析】若两个支路电源极性相同，先将两个串联电源—电阻支路作并联等效。并联支路的等效电阻为R并=3×2/(3+2)=1.2 Ω。开路电压为U并=(18/3+9/2)/(1/3+1/2)=12.6 V。再与6 Ω电阻串联，故总电阻为R总=1.2+6=7.2 Ω。根据欧姆定律，总电流为I=U并/R总=12.6/7.2=1.75 A。若两个电源极性相反，计算结果为0.25 A。由于题干未说明极性，且选项中没有1.75 A或0.25 A，原题条件不足。 15. 理想电流源的内部电阻是多少（ ） A. 1Ω B. 0Ω C. 无穷大 D. 10Ω 【答案】C 【解析】理想电流源的内部电阻被假定为无穷大，以提供恒定的电流输出。 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 16. 基尔霍夫定律适用于任何瞬时、任何变化的电压和电流，以及由各种不同元件构成的电路。（ ） 【答案】正确 【解析】基尔霍夫定律是电荷守恒定律和能量守恒定律在电路中的体现，适用于任一瞬时、任一变化状态以及由各种元件组成的集总参数电路。因此说法正确。 17. 基尔霍夫电流定律（KCL）指出：流入节点的电流之和大于流出节点的电流之和。（ ） 【答案】错误 【解析】KCL的核心是“流入节点电流之和等于流出节点电流之和”，即电流守恒，表述错误。 18. 支路电流法是一种用于解决电路中节点电压的分析方法。（ ） 【答案】错误 【解析】支路电流法是用于解决电路中支路电流的分析方法，与节点电压无直接关系。 19. 二端网络的开路电压是指在所有独立电源都不工作时的端口电压。（ ） 【答案】错误 【解析】二端网络的开路电压是指在网络端口开路（即无电流通过）时，由网络内部独立电源共同作用产生的电压。故表述错误 20. 二端网络是指一个电路中只有三个端口。（ ） 【答案】错误 【解析】二端网络是指一个电路中只有两个端子。 21. 任何一个二端网络总可以用一个等效的电源来代替。（ ） 【答案】错误 【解析】只有线性二端网络在满足相应条件时，才能用等效电压源或等效电流源代替；非线性或不满足条件的二端网络不能简单地用一个等效电源代替。因此说法错误。 22. 叠加定理可以计算功率。（ ） 【答案】错误 【解析】不能用叠加原理计算功率，因为功率不是线性关系。 23. 电压源与电流源在内电路和外电路均可进行等效变换。（ ） 【答案】错误 【解析】电压源与电流源的等效变换只对外电路有效，不能保证内电路的电压、电流及功率完全相同。因此说法错误。 24. 电压源与电流源等效变换前后的内阻值相等，故这两个内阻是同一元件。（ ） 【答案】错误 【解析】电压源与电流源的等效变换，只是保证它们对外部电路的作用效果相同，即对外电路提供相同的电压、电流和功率关系。但对于电源内部而言，电压源和电流源是两种不同的物理模型，其内阻所代表的物理意义和在各自模型中的作用方式不同，并非同一元件。 25. 实际电源的两种模型可以随意等效变换。（ ） 【答案】错误 【解析】只有在满足一定条件时，实际电源的两种模型才能等效变换。故表述错误 三、填空题（本大题共5小题，每题2分，共10分） 26. 由电路元件首尾相串接形成的无分支电路叫______；其特点是电流处处______。 【答案】① 串联电路 ② 相等 【解析】由电路元件首尾相串接形成、且只有一条电流通路的无分支电路叫串联电路。串联电路中各元件依次连接，电流只有一条通路，因此电流处处相等。 27. 叠加定理要求在计算电路中各个部分的影响时，必须将其他电源的电压或电流置为______。 【答案】零 【解析】叠加定理要求在计算电路中各个部分的影响时，必须将其他电源的电压或电流置为零。 28. 在如图所示电路中，已知＝130 V，＝117 V，＝1 Ω，＝0.6 Ω，＝24 Ω。则＝______A，＝______A。 【答案】① -10 ② -5 【解析】根据支路电流法列方程如下： 对最左侧回路列KVL:0 对最右侧回路列KVL： 对E2上面的节点列KCL： 解三个方程得10A，5A，5A 29. 两种电源模型中，理想电压源的内部电阻为______。 【答案】零 【解析】理想电压源的内部电阻被假定为零，它能够提供恒定的电压输出，不受负载变化的影响。 30. 在电路中，电压源是一种提供______的元件。 【答案】电压 【解析】电压源是一种能够在端口提供电压的元件。理想电压源的端电压保持恒定，实际电压源的端电压会受到内阻和负载变化的影响。 四、简答题（本大题共3小题，每题5分，共15分） 31. 简述什么是开路电压？ 【答案】一个含源二端网络两端点之间开路时的电压称为该二端网络的开路电压。 【解析】开路电压是指含源二端网络的输出端不接负载、外电路无电流流通时，两个端点之间的电压。测量二端网络的开路电压时，电压表应并联在输出端，且电压表内阻应足够大，以尽量不影响电路状态。 32. 如图所示电路和各元件参数，试用戴维南定理求当为何值时，电流表的读数为6.5A。 【答案】解：。 33. 某线性直流电路含有多个独立电源，负载电阻接在输出端。简述采用支路电流法、戴维宁定理和叠加定理求解负载电流时的主要步骤，并说明电压源模型与电流源模型的等效转换关系。 【答案】（1）支路电流法：选定各支路电流的参考方向，应用基尔霍夫电流定律列出节点电流方程，再选取独立回路应用基尔霍夫电压定律列出回路电压方程，联立求解各支路电流。（2）戴维宁定理：断开负载，求出端口开路电压作为等效电压源；将独立电压源短路、独立电流源开路，求出端口等效电阻；再接回负载求取负载电流。（3）叠加定理：每次只保留一个独立电源，其他独立电压源用短路代替、独立电流源用开路代替，分别求出负载电流，最后进行代数叠加。（4）电压源模型与电流源模型可相互转换：电压源为电动势 与串联电阻 ，等效电流源的电流为 ，内阻仍为 ，并联在电流源两端。 【解析】（1）支路电流法以基尔霍夫两定律为基础，通过列方程求解未知支路电流。（2）戴维宁定理将线性二端网络化为等效电压源和串联电阻。（3）叠加定理适用于线性电路，独立电源需按规定分别置零。（4）两种电源模型的端口伏安特性相同。 五、综合应用题（本大题共2小题，每题5分，共10分） 34. 某直流控制柜采用两个实际电压源并联供电。电源 ，内阻 ；电源 ，内阻 ；负载电阻 。两电源正极均接负载上端，负极接公共端。（1）利用戴维宁定理，求负载两端的戴维宁等效电压、电阻，以及负载电流和端电压。（2）以电源向负载端注入电流为正，利用基尔霍夫定律求两个电源支路电流，并判断两个电源的工作状态。（3）将电源 及其内阻转换为诺顿等效电源，写出等效电流源的电流值、方向和并联电阻值。 【答案】（1）负载开路时，戴维宁等效电压为。戴维宁等效电阻为。负载电流为 。负载端电压为。（2）支路电流为，方向由流向负载端。支路电流为。负号表示实际电流约为，方向由负载端流向，因此处于充电状态。（3）诺顿等效电流为，方向由电源负极指向正极；并联电阻为。 【解析】负载开路得Uth=(24/2+12/4)/(1/2+1/4)=20V；电压源置零得Rth=2∥4=4/3Ω。故IL=20/(6+4/3)=30/11A，UL=180/11V。I1=(24−UL)/2=42/11A，E1供电；I2=(12−UL)/4=−12/11A，E2反向充电。E1的诺顿等效为12A电流源，方向由负极指向正极，并联2Ω电阻。 35. 某自动化生产线的直流执行机构由两个独立电压源共同供电。公共负极为参考点，电源经电阻接至节点A，节点A经电阻接地；电源经电阻接至节点B，节点B经电阻接地；节点A与节点B之间接有电阻。两电压源均为理想电压源。（1）采用基尔霍夫定律列出节点A、节点B的电流关系式，求节点电压、以及电阻中的电流。（2）采用叠加定理，分别只保留电源和只保留电源，求电阻中的电流，并验证两部分电流的代数和。（3）求两个电源输出端流入电路的电流，并说明节点A、节点B处的电流是否满足基尔霍夫电流定律。 【答案】（1）根据节点电流定律，有，。整理得，。解得，。电阻电流为，方向由A流向B。（2）只保留电源时，另一个理想电压源短路，解得、，故，方向由A流向B。只保留电源时，解得、，故，实际方向由B流向A。，与（1）一致。（3）电源输出电流为。电源输出电流为。节点A处有；节点B处有，均满足基尔霍夫电流定律。 【解析】节点方程为(18−UA)/3=UA/6+(UA−UB)/2，(12−UB)/4+(UA−UB)/2=UB/8，解得UA=10.8V、UB=9.6V，故IAB=0.60A，方向A至B。叠加时，18V单独作用得IAB1=1.80A，12V单独作用得IAB2=−1.20A，代数和为0.60A。两电源输出电流分别为2.40A、0.60A；各节点流入、流出电流相等，满足KCL。 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（A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. 当在电路中应用基尔霍夫第二定律时，哪个原则是基础的？（ ） A. 电流守恒 B. 电压守恒 C. 能量守恒 D. 电荷守恒 2. 在一个电路中，一个 ( 8 V ) 的电源串联连接一个 ( 4 Ω) 的电阻，与一个 ( 12 V ) 的电源并联连接一个 ( 6 Ω) 的电阻，两个分支再串联连接，求整个电路中的总电流是多少（ ） A. 0.5 A B. 1 A C. 1.5 A D. 2 A 3. 已知电路如图所示，则下列关系式正确的是（ ） A. I3+I4+I5=0 B. I1+I2+I3=0 C. I2=I4+I5 D. US=I1R1+I2R2 4. 在一个电路中，一个 ( 16 V ) 的电源和一个 ( 4 Ω) 的电阻串联连接，另一个电源接入电路中，使得总电流为 3 A，求接入的电源的电动势是多少（ ） A. 8 V B. 12 V C. 16 V D. 20 V 5. 关于叠加定理的应用，下列叙述中错误的是（ ） A. 只适用于线性电路，不适用于非线性电路 B. 仅适用于线性电路的电压、电流的计算 C. 对于不作用的电流源可用短路替代，不作用的电压源可用开路替代 D. 对于不作用的电流源可用开路替代，不作用的电压源可用短路替代 6. 电路如图所示，A、B两点的电压UAB为（ ） A. -18V B. 8V C. 6V D. 18V 7. 在一个电路中，一个 ( 12 V ) 的电源和一个 ( 3 Ω) 的电阻串联连接，另一个电源接入电路中，使得总电流为 4 A，求接入的电源的电动势是多少（ ） A. 6 V B. 9 V C. 12 V D. 15 V 8. 在一个电路中，一个 ( 12 V ) 的电源和一个 ( 6 Ω) 的电阻串联连接，另一个电源接入电路中，使得总电流为 2 A，求接入的电源的电动势是多少（ ） A. 6 V B. 9 V C. 12 V D. 15 V 9. 电路如题所示，电流I的表达式为（ ） A. B. C. D. 10. 实际的直流电压源与直流电流源之间可以变换，变换时应注意以下几点，不正确的是（ ） A. 理想的电压源与电流源之间可以等效 B. 要保持端钮的极性不变 C. 两种模型中的电阻R0是相同的，但连接关系不同 D. 两种模型的等效是对外电路而言 11. 一个18 V直流电源先与6 Ω电阻串联，再与12 Ω电阻和4 Ω电阻组成的并联支路连接。通过4 Ω电阻的电流为（ ） A. 0.5 A B. 1.0 A C. 1.5 A D. 2.0 A 12. 在图示电路中，A、B两端的电压U为______V（ ） A. -24V B. 12 C. 24 D. -12 13. 在实际电压源模型中，内部电阻的作用是什么（ ） A. 限制电压输出 B. 保护电压源 C. 提高电压源的效率 D. 减小电压源的体积 14. 在一个电路中，一个 ( 18 V ) 的电源和一个 ( 3 Ω) 的电阻串联连接，另一个 ( 9 V ) 的电源和一个 ( 2 Ω) 的电阻串联连接，两个串联电路并联连接，再与一个 ( 6 Ω) 的电阻串联。求整个电路中的总电流是多少（ ） A. 1 A B. 2 A C. 3 A D. 4 A 15. 理想电流源的内部电阻是多少（ ） A. 1Ω B. 0Ω C. 无穷大 D. 10Ω 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 16. 基尔霍夫定律适用于任何瞬时、任何变化的电压和电流，以及由各种不同元件构成的电路。（ ） 17. 基尔霍夫电流定律（KCL）指出：流入节点的电流之和大于流出节点的电流之和。（ ） 18. 支路电流法是一种用于解决电路中节点电压的分析方法。（ ） 19. 二端网络的开路电压是指在所有独立电源都不工作时的端口电压。（ ） 20. 二端网络是指一个电路中只有三个端口。（ ） 21. 任何一个二端网络总可以用一个等效的电源来代替。（ ） 22. 叠加定理可以计算功率。（ ） 23. 电压源与电流源在内电路和外电路均可进行等效变换。（ ） 24. 电压源与电流源等效变换前后的内阻值相等，故这两个内阻是同一元件。（ ） 25. 实际电源的两种模型可以随意等效变换。（ ） 三、填空题（本大题共5小题，每题2分，共10分） 26. 由电路元件首尾相串接形成的无分支电路叫______；其特点是电流处处______。 27. 叠加定理要求在计算电路中各个部分的影响时，必须将其他电源的电压或电流置为______。 28. 在如图所示电路中，已知＝130 V，＝117 V，＝1 Ω，＝0.6 Ω，＝24 Ω。则＝______A，＝______A。 29. 两种电源模型中，理想电压源的内部电阻为______。 30. 在电路中，电压源是一种提供______的元件。 四、简答题（本大题共3小题，每题5分，共15分） 31. 简述什么是开路电压？ 32. 如图所示电路和各元件参数，试用戴维南定理求当为何值时，电流表的读数为6.5A。 33. 某线性直流电路含有多个独立电源，负载电阻接在输出端。简述采用支路电流法、戴维宁定理和叠加定理求解负载电流时的主要步骤，并说明电压源模型与电流源模型的等效转换关系。 五、综合应用题（本大题共2小题，每题5分，共10分） 34. 某直流控制柜采用两个实际电压源并联供电。电源 ，内阻 ；电源 ，内阻 ；负载电阻 。两电源正极均接负载上端，负极接公共端。（1）利用戴维宁定理，求负载两端的戴维宁等效电压、电阻，以及负载电流和端电压。（2）以电源向负载端注入电流为正，利用基尔霍夫定律求两个电源支路电流，并判断两个电源的工作状态。（3）将电源 及其内阻转换为诺顿等效电源，写出等效电流源的电流值、方向和并联电阻值。 35. 某自动化生产线的直流执行机构由两个独立电压源共同供电。公共负极为参考点，电源经电阻接至节点A，节点A经电阻接地；电源经电阻接至节点B，节点B经电阻接地；节点A与节点B之间接有电阻。两电压源均为理想电压源。（1）采用基尔霍夫定律列出节点A、节点B的电流关系式，求节点电压、以及电阻中的电流。（2）采用叠加定理，分别只保留电源和只保留电源，求电阻中的电流，并验证两部分电流的代数和。（3）求两个电源输出端流入电路的电流，并说明节点A、节点B处的电流是否满足基尔霍夫电流定律。 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 $