内容正文:
内蒙古(对口招生)装备制造类《电工电子技术与技能》45分钟专题训练卷专辑,共241份试卷。试卷命题与高考紧密相关,精选具有代表性和典型性的高考常考题。旨在帮助学生系统地复习和巩固装备制造类理论知识,熟悉高考题型和命题规律,提高解题能力和应试技巧,为高考取得优异成绩打下坚实的基础,本训练卷适用于即将参加装备制造类高考的学生。
与本专辑配套的还有内蒙古对口招生考试《机械基础》《机械制图》《机械加工技术》《电器及PLC控制技术》45分钟专题训练卷专辑,欢迎同学和老师们下载使用。
内蒙古(对口招生)装备制造类 《电工电子技术与技能》
项目二:直流电路
任务九:复杂电路
时间:45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2分,共40分)
1. 电路中( )定律指出:流入任意一节点的电流必定等于流出该节点的电流。
A. 欧姆
B. 基尔霍夫第一
C. 楞次
D. 基尔霍夫第二
2. 如果在一个节点处测量到的电流总和不为零,这意味着什么?( )
A. KCL被违反了
B. 可能存在测量误差
C. 该节点可能有电荷积聚
D. KCL总是正确的,无需担心这种情况
3. 电路如图所示,下列说法正确的是( )
A. 该电路有三个节点,三个回路
B. 该电路有四个节点,三个回路
C. 该电路有四个节点,五个回路
D. 该电路有四个节点,七个回路
4. 关于基尔霍夫定律的应用,下列说法中最直接的是( )
A. 可用于计算电路中的功率损耗。
B. 可用于计算电路中的电阻值。
C. 可用于计算电路中的电流分布。
D. 可用于计算电路中的电子速度。
5. KCL是基尔霍夫电流定律的简称,其主要表述了哪个原则?( )
A. 总电流等于各支路电流之和
B. 节点处电流之和等于零
C. 沿闭合回路电压之和为零
D. 总电压等于各支路电压之和
6. 对于一个具有三个电阻的简单并联电路,如果已知其中一个电阻两端的电压,可以使用哪个定律求出第三个电阻两端的电压?( )
A. KCL
B. KVL
C. 欧姆定律
D. 都不能用
7. 如图所示的电路,支路、节点和网孔数分别是( )
A. 5、3、3
B. 6、3、5
C. 5、4、3
D. 6、4、3
8. 如果在一个电路中发现某条路径上的电流始终为零,那么这条路径满足哪个定律?( )
A. KCL
B. KCL、KVL
C. 两者都不满足
D. KVL
9. 当一个电路只包含线性元件时,支路电流法是否总是有效( )
A. 是的
B. 不一定
C. 否
D. 只有在某些情况下有效
10. 如图所示的电路中,要使21Ω电阻中的电流增大到3I,则21Ω电阻应换为( )
A. 5Ω
B. 4Ω
C. 6Ω
D. 9Ω
11. 在网孔电流法中,每个网孔应选择一个什么方向作为参考方向( )
A. 任意方向
B. 逆时针
C. 顺时针
D. 与其他网孔相反的方向
12. 已知某一端口网络的开路电压为15V,等效内阻为3Ω,则该网络对外电路可由( )进行等效
A. I=5A的理想电流源与R=3Ω的电阻相并联的电路
B. U=15V的理想电压源
C. 1=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
13. 戴维宁定理可以应用于以下哪个领域?( )
A. 电力系统设计
B. 无线通信系统设计
C. 社交媒体分析
D. 数学建模
14. 如图所示电路中,当电阻R的值增大时( )
A. 减小、减小
B. 不变、增大
C. 减小、减小
D. 不变、减小
15. 实验测得某线性二端网络的开路电压为6V,短路电流为2A,当外接负载电阻为3时,其端电压为( )
A. 3V
B. 4V
C. 6V
D. 2V
16. 二端网络的输出阻抗可以用什么形式表示?( )
A. 实数形式
B. 分数形式
C. 负数形式
D. 复数形式
17. 如图所示直流电路中,若AB两点电位相等,则AB支路电流I等于( )
A. 0A
B.
C.
D. 8A
18. 在戴维宁定理中,输入输出电阻对信号传输的影响是什么?( )
A. 改变信号频率
B. 增加信号失真
C. 降低信号幅度
D. 影响信号的传输质量
19. 二端网络指的是什么?( )
A. 只有一个输入端和一个输出端的电路
B. 有两个输入端和两个输出端的电路
C. 一个输入端,另一端为接地的电路
D. 具有两个可与其他电路连接的端子的网络
20. 在使用叠加定理时,当某一含内阻的独立电压源单独作用时,( )
A. 把其他电压源短路,仅保留它的电阻
B. 把其他电压源短路,不用保留它的电阻
C. 把其他电流源短路,仅保留它的电阻
D. 把其他电流源短路,不用保留它的电阻
二、填空题(本大题共10小题,每题2分,共20分)
21. 由一个或几个元件首尾相接构成的无分支电路称为______;3条或3条以上支路会聚的点称为______;任一闭合路径称为______。
22. 某部分电路的结构如图所示,根据图中电流大小和方向可求出流过电阻R的电流大小I=______A。
23. 基尔霍夫定律的基本原理是______守恒定律。
24. 基尔霍夫电流定律(KCL)说明在集总参数电路中,在任一时刻,流出(或流入)任一节点或封闭面的各支路电流的______。
25. 在图中,两节点间的电压 5V,则各支路电流 ,,,。
26. 应用基尔霍夫电压定律求解电路时,必须要选定______方向和______方向。
27. 如果电路中含有一个电源和一个与之串联的电阻,那么根据KVL,电源提供的______等于电阻两端的______。
28. 某线性有源二端网络的内部电路结构如图所示,各元件的参数已注明,该二端网络的开路电路U=______V。
29. 戴维宁定理是将复杂电路等效为一个______和一个电阻的串联电路。
30. 戴维南定理中,戴维南等效电阻______网络内电源置零时的入端电阻。
三、判断题(本大题共10小题,每题1分,共10分)
31. 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。( )
32. 基尔霍夫定律的应用可以简化复杂电路的分析。 ( )
33. 在一个复杂的电路中,如果某个部分电路遵循KCL和KVL,那么整个电路也将自动遵循这些定律。 ( )
34. 基尔霍夫电流定律仅适用于直流电路。 ( )
35. 对于一个并联电路,电流分配时应用的基尔霍夫定律是基尔霍夫电流定律。( )
36. 网孔一定是回路,而回路未必是网孔。( )
37. 当一个电路中有多个电源连接在一条分支上时,我们不能使用KVL分析这条分支。( )
38. 对于一个串联电路,电压分配时应用的基尔霍夫定律是基尔霍夫电压定律。( )
39. 戴维南定理的应用可以帮助我们求解任意电路中节点间的电压关系。( )
40. 戴维南定理能简化任何复杂电路的分析。( )
四、简答题(本大题共4小题,每题5分,共20分)
41. 在应用KCL定律解题时,为什么要首先约定流入、流出结点的电流的正、负?计算结果电流为负值说明了什么问题?
42. 根据基尔霍夫定律求图图所示电路中的电压、和。
43. 某直流控制电路的一个节点中,电流 流入节点,电流 、 从节点流出。(1)写出基尔霍夫电流定律的内容。(2)计算另一支路电流 的大小和方向。(3)简述利用基尔霍夫电压定律检查闭合回路电压关系的基本方法。
44. 某设备直流电路由两个相邻网孔组成。左网孔电源电压为 ,独有电阻为 ;右网孔电源电压为 ,独有电阻为 ;两网孔共用电阻为 。设两个网孔电流 、 均按顺时针方向,且沿各自网孔方向通过电源时均由负极到正极。(1)列出两个网孔的基尔霍夫电压定律方程,并求网孔电流 、。(2)计算共用电阻 中的实际电流大小及方向。(3)计算 的耗散功率,并判断额定功率为 的电阻能否安全使用。
五、综合应用题(本大题共1小题,每题10分,共10分)
45. 某自动化设备的24 V直流控制回路中,电源正极经限流电阻接至节点A。节点A分为两条支路:第一支路为负载电阻,直接接回电源负极;第二支路依次串联电阻和负载电阻后接回电源负极。电源内阻忽略不计。(1)计算电路的总电阻、总电流、节点A电压,以及各支路电流和两端电压。(2)分别利用节点A处的基尔霍夫电流定律和包含电源、、、支路的基尔霍夫电压定律,验证计算结果是否满足电路规律。(3)设备运行时,技术员测得第二支路电流为0 A,两端电压为0 V,而支路工作正常。分析最可能的故障部位,并说明检修措施。
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内蒙古(对口招生)装备制造类《电工电子技术与技能》45分钟专题训练卷专辑,共241份试卷。试卷命题与高考紧密相关,精选具有代表性和典型性的高考常考题。旨在帮助学生系统地复习和巩固装备制造类理论知识,熟悉高考题型和命题规律,提高解题能力和应试技巧,为高考取得优异成绩打下坚实的基础,本训练卷适用于即将参加装备制造类高考的学生。
与本专辑配套的还有内蒙古对口招生考试《机械基础》《机械制图》《机械加工技术》《电器及PLC控制技术》45分钟专题训练卷专辑,欢迎同学和老师们下载使用。
内蒙古(对口招生)装备制造类 《电工电子技术与技能》
项目二:直流电路
任务九:复杂电路
时间:45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2分,共40分)
1. 电路中( )定律指出:流入任意一节点的电流必定等于流出该节点的电流。
A. 欧姆
B. 基尔霍夫第一
C. 楞次
D. 基尔霍夫第二
【答案】B
【解析】基尔霍夫第一定律又称基尔霍夫电流定律(KCL),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。因此选B。
2. 如果在一个节点处测量到的电流总和不为零,这意味着什么?( )
A. KCL被违反了
B. 可能存在测量误差
C. 该节点可能有电荷积聚
D. KCL总是正确的,无需担心这种情况
【答案】C
【解析】由电荷守恒关系可知,节点各支路电流的代数和等于节点电荷变化率的相反数。若按流入为正计,流入与流出电流的代数和不为零,说明节点处可能存在电荷积聚或消散。测量误差也可能导致测得的结果不为零,但题目所述现象的直接物理含义是节点可能有电荷积聚,因此选C。
3. 电路如图所示,下列说法正确的是( )
A. 该电路有三个节点,三个回路
B. 该电路有四个节点,三个回路
C. 该电路有四个节点,五个回路
D. 该电路有四个节点,七个回路
【答案】D
4. 关于基尔霍夫定律的应用,下列说法中最直接的是( )
A. 可用于计算电路中的功率损耗。
B. 可用于计算电路中的电阻值。
C. 可用于计算电路中的电流分布。
D. 可用于计算电路中的电子速度。
【答案】C
【解析】基尔霍夫电流定律和电压定律的主要作用是列写电路方程,直接求解各支路电流和电压,因此C项正确。求得电流、电压后,也可结合P=UI或欧姆定律进一步计算功率损耗或未知电阻;原题应将“正确的是”限定为“最直接的是”,以避免多项均可成立。
5. KCL是基尔霍夫电流定律的简称,其主要表述了哪个原则?( )
A. 总电流等于各支路电流之和
B. 节点处电流之和等于零
C. 沿闭合回路电压之和为零
D. 总电压等于各支路电压之和
【答案】B
【解析】KCL表述了在电路中任一节点处,流入该节点的电流等于流出该节点的电流的原则。
6. 对于一个具有三个电阻的简单并联电路,如果已知其中一个电阻两端的电压,可以使用哪个定律求出第三个电阻两端的电压?( )
A. KCL
B. KVL
C. 欧姆定律
D. 都不能用
【答案】B
【解析】三个电阻并联时,各支路连接在同一对节点之间。任选已知电阻支路和第三个电阻支路构成闭合回路,根据KVL有U1-U3=0,因此U3=U1。即第三个电阻两端电压等于已知支路电压,选B。
7. 如图所示的电路,支路、节点和网孔数分别是( )
A. 5、3、3
B. 6、3、5
C. 5、4、3
D. 6、4、3
【答案】A
8. 如果在一个电路中发现某条路径上的电流始终为零,那么这条路径满足哪个定律?( )
A. KCL
B. KCL、KVL
C. 两者都不满足
D. KVL
【答案】D
【解析】按题目预设,若该“路径”指闭合回路,则可依据基尔霍夫电压定律列写该回路的电压方程,回路中各元件电压的代数和为零,因此选D。需要注意的是,支路电流为零本身不能推出该支路电势差为零;KVL是否适用取决于是否构成闭合回路,而不取决于电流是否为零。
9. 当一个电路只包含线性元件时,支路电流法是否总是有效( )
A. 是的
B. 不一定
C. 否
D. 只有在某些情况下有效
【答案】A
【解析】支路电流法是一种通用的电路分析方法,适用于包含线性元件和非线性元件的电路。只要正确应用基尔霍夫电流定律(KCL)和基尔霍夫电压定律(KVL),支路电流法就可以有效地求解电路的电流和电压。
10. 如图所示的电路中,要使21Ω电阻中的电流增大到3I,则21Ω电阻应换为( )
A. 5Ω
B. 4Ω
C. 6Ω
D. 9Ω
【答案】A
11. 在网孔电流法中,每个网孔应选择一个什么方向作为参考方向( )
A. 任意方向
B. 逆时针
C. 顺时针
D. 与其他网孔相反的方向
【答案】A
【解析】在支路电流法的网孔电流法中,每个网孔应选择一个任意方向作为参考方向。这个方向用于列出基于基尔霍夫电压定律(KVL)的方程,并最终求解出各支路的电流。
12. 已知某一端口网络的开路电压为15V,等效内阻为3Ω,则该网络对外电路可由( )进行等效
A. I=5A的理想电流源与R=3Ω的电阻相并联的电路
B. U=15V的理想电压源
C. 1=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】A
【解析】根据电源等效变换,电压源U=15V与串联电阻R=3Ω可等效为诺顿电流源。等效电流为I=U/R=15V/3Ω=5A,等效电阻仍为R=3Ω,且与理想电流源并联。因此该支路可等效为I=5A的理想电流源与R=3Ω的电阻并联,选A。
13. 戴维宁定理可以应用于以下哪个领域?( )
A. 电力系统设计
B. 无线通信系统设计
C. 社交媒体分析
D. 数学建模
【答案】题目不具唯一正确答案,A、B、D均可能成立。
【解析】戴维宁定理适用于线性二端网络的等效分析,可用于电力系统、无线通信系统以及包含线性电路模型的数学建模等领域。题目未增加具体电路或应用条件,A、B、D均可能成立,因此原题无法确定唯一选项。
14. 如图所示电路中,当电阻R的值增大时( )
A. 减小、减小
B. 不变、增大
C. 减小、减小
D. 不变、减小
【答案】C
15. 实验测得某线性二端网络的开路电压为6V,短路电流为2A,当外接负载电阻为3时,其端电压为( )
A. 3V
B. 4V
C. 6V
D. 2V
【答案】A
【解析】该线性二端网络的等效电阻为R=Uoc/Isc=6/2=3Ω。外接负载电阻RL=3Ω,负载端电压为U=Uoc×RL/(R+RL)=6×3/(3+3)=3V。因此选A。
16. 二端网络的输出阻抗可以用什么形式表示?( )
A. 实数形式
B. 分数形式
C. 负数形式
D. 复数形式
【答案】D
【解析】二端网络的输出阻抗定义为输出端电压与输出端电流之比。在正弦稳态交流电路中,阻抗同时包含电阻分量和电抗分量,通常表示为Z=R+jX,因此可用复数形式表示。故选D。
17. 如图所示直流电路中,若AB两点电位相等,则AB支路电流I等于( )
A. 0A
B.
C.
D. 8A
【答案】C
18. 在戴维宁定理中,输入输出电阻对信号传输的影响是什么?( )
A. 改变信号频率
B. 增加信号失真
C. 降低信号幅度
D. 影响信号的传输质量
【答案】D
【解析】输入电阻会影响信号源的负载程度,输出电阻会与负载电阻共同决定负载端的信号电压。输入、输出电阻不匹配时可能导致信号衰减、传输效率下降等问题,从而影响信号传输质量。故选D。
19. 二端网络指的是什么?( )
A. 只有一个输入端和一个输出端的电路
B. 有两个输入端和两个输出端的电路
C. 一个输入端,另一端为接地的电路
D. 具有两个可与其他电路连接的端子的网络
【答案】D
【解析】二端网络是只向外引出两个端子,并通过这两个端子与外电路连接的网络。二端网络的端子不按输入、输出区分,也不要求任一端子接地。故选D。
20. 在使用叠加定理时,当某一含内阻的独立电压源单独作用时,( )
A. 把其他电压源短路,仅保留它的电阻
B. 把其他电压源短路,不用保留它的电阻
C. 把其他电流源短路,仅保留它的电阻
D. 把其他电流源短路,不用保留它的电阻
【答案】A
【解析】应用叠加定理时,除正在单独作用的独立源外,其余独立源均应置零。对于含内阻的独立电压源,置零后理想电压源用短路代替,但其内阻仍应保留。因此应把其他电压源短路,并保留其内阻,故选A。
二、填空题(本大题共10小题,每题2分,共20分)
21. 由一个或几个元件首尾相接构成的无分支电路称为______;3条或3条以上支路会聚的点称为______;任一闭合路径称为______。
【答案】① 支路 ② 节点 ③ 回路
【解析】由一个或几个元件首尾相接构成且无分支的电路称为支路;三条或三条以上支路会聚的点称为节点;任一闭合路径称为回路。
22. 某部分电路的结构如图所示,根据图中电流大小和方向可求出流过电阻R的电流大小I=______A。
【答案】7
23. 基尔霍夫定律的基本原理是______守恒定律。
【答案】能量和电荷
【解析】基尔霍夫电流定律(KCL)以电荷守恒定律为基础,即任一节点处电流的代数和为零;基尔霍夫电压定律(KVL)以能量守恒定律为基础,即任一闭合回路中电压的代数和为零。因此,基尔霍夫定律的基本原理是能量和电荷守恒定律。
24. 基尔霍夫电流定律(KCL)说明在集总参数电路中,在任一时刻,流出(或流入)任一节点或封闭面的各支路电流的______。
【答案】代数和为零
【解析】基尔霍夫电流定律表明:在任一时刻,对任一节点或封闭面,流入和流出的各支路电流的代数和为零。
25. 在图中,两节点间的电压 5V,则各支路电流 ,,,。
【答案】① 5A ② -4A ③ -1A ④ 0
26. 应用基尔霍夫电压定律求解电路时,必须要选定______方向和______方向。
【答案】① 电流参考 ② 回路绕行
【解析】应用基尔霍夫电压定律列方程时,需要先规定各支路的电流参考方向,并选定回路绕行方向,以确定各电压项的正负号。
27. 如果电路中含有一个电源和一个与之串联的电阻,那么根据KVL,电源提供的______等于电阻两端的______。
【答案】① 电动势 ② 电压降
【解析】对只含一个电源和一个串联电阻的闭合回路,根据KVL,回路中各电压的代数和为零,因此电源提供的电动势等于电阻两端的电压降。
28. 某线性有源二端网络的内部电路结构如图所示,各元件的参数已注明,该二端网络的开路电路U=______V。
【答案】-2.4
29. 戴维宁定理是将复杂电路等效为一个______和一个电阻的串联电路。
【答案】电压源
【解析】戴维宁定理是将复杂电路等效为一个电压源和一个电阻的串联电路,从而简化电路分析。
30. 戴维南定理中,戴维南等效电阻______网络内电源置零时的入端电阻。
【答案】等于
【解析】戴维南等效电阻等于将网络内独立电源置零后,从网络输入端看进去所得到的等效电阻。
三、判断题(本大题共10小题,每题1分,共10分)
31. 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】错误
【解析】不能仅根据节点数和支路数直接确定“未知电流数目”,还需知道电路拓扑结构及支路中已知、未知量的情况。若题意是求连通电路中独立的KCL方程数,则为节点数减一,即4-1=3个,而不是2个。因此该说法错误。
32. 基尔霍夫定律的应用可以简化复杂电路的分析。 ( )
【答案】正确
【解析】通过使用KCL和KVL,我们可以减少需要解决的方程数量,从而简化电路分析。
33. 在一个复杂的电路中,如果某个部分电路遵循KCL和KVL,那么整个电路也将自动遵循这些定律。 ( )
【答案】正确
【解析】在集总参数电路的通常分析条件下,KCL和KVL是适用于整个电路及其任意局部的基本定律。因此,整个电路同样遵循KCL和KVL,该说法正确。
34. 基尔霍夫电流定律仅适用于直流电路。 ( )
【答案】错误
【解析】KCL适用于所有类型的电路,无论是交流还是直流。
35. 对于一个并联电路,电流分配时应用的基尔霍夫定律是基尔霍夫电流定律。( )
【答案】正确
【解析】对于并联支路,各支路电流之和等于总电流,这是基尔霍夫电流定律的应用。
36. 网孔一定是回路,而回路未必是网孔。( )
【答案】正确
【解析】网孔是在平面电路中不包含其他支路的最小闭合回路,因此网孔一定是回路;但一般回路可能包含多个网孔,所以回路未必是网孔。该说法正确。
37. 当一个电路中有多个电源连接在一条分支上时,我们不能使用KVL分析这条分支。( )
【答案】错误
【解析】KVL适用于任意闭合回路。即使某一支路中串联了多个电源,仍可对包含该支路的闭合回路列写KVL方程,只需按照选定的绕行方向正确确定各电源电压的正负号。因此该说法错误。
38. 对于一个串联电路,电压分配时应用的基尔霍夫定律是基尔霍夫电压定律。( )
【答案】正确
【解析】对于串联支路,各支路电压之和等于总电压,这是基尔霍夫电压定律的应用。
39. 戴维南定理的应用可以帮助我们求解任意电路中节点间的电压关系。( )
【答案】错误
【解析】戴维南定理只能将线性有源二端网络,对其外部负载所呈现的特性等效为一个理想电压源与一个电阻串联的电路。它适用于分析特定二端口外接负载时的电压、电流,不能用于任意电路中任意节点间电压关系的求解。因此该说法错误。
40. 戴维南定理能简化任何复杂电路的分析。( )
【答案】错误
【解析】戴维南定理可将线性有源二端网络,从外部端口看等效为一个理想电压源与一个电阻串联的电路,从而简化外接负载的分析。但该定理并不适用于任何复杂电路,非线性电路等不能简单按戴维南等效处理。因此该说法错误。
四、简答题(本大题共4小题,每题5分,共20分)
41. 在应用KCL定律解题时,为什么要首先约定流入、流出结点的电流的正、负?计算结果电流为负值说明了什么问题?
【答案】如不事先约定流入、流出结点电流的正、负,方程式的列写就不是唯一的。如果计算结果出现了电流为负,说明该电流的参考方向设置的与实际方向不符。
【解析】应用KCL时,首先要任意约定各支路电流的参考方向,并统一规定流入节点取正、流出节点取负,或采用相反的统一规定。这样才能按“节点电流代数和为零”列出唯一且符号一致的方程。例如规定流入为正、流出为负时,有。若计算所得某支路电流为负值,表示该支路实际电流方向与原先假定的参考方向相反;电流的实际大小为该负值的绝对值。
42. 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:-
43. 某直流控制电路的一个节点中,电流 流入节点,电流 、 从节点流出。(1)写出基尔霍夫电流定律的内容。(2)计算另一支路电流 的大小和方向。(3)简述利用基尔霍夫电压定律检查闭合回路电压关系的基本方法。
【答案】(1)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。(2),电流方向为从该节点流出。(3)选定闭合回路和绕行方向,将电源电压与各元件电压降按规定正负号代数相加,结果应为零。
【解析】KCL规定节点电流代数和为零,即流入电流等于流出电流。由5=1.2+1.7+I4,得I4=2.1 A,方向为流出节点。KVL检验时选定回路和绕行方向,将各电源电压、电压降按符号代数相加,应满足ΣU=0。
44. 某设备直流电路由两个相邻网孔组成。左网孔电源电压为 ,独有电阻为 ;右网孔电源电压为 ,独有电阻为 ;两网孔共用电阻为 。设两个网孔电流 、 均按顺时针方向,且沿各自网孔方向通过电源时均由负极到正极。(1)列出两个网孔的基尔霍夫电压定律方程,并求网孔电流 、。(2)计算共用电阻 中的实际电流大小及方向。(3)计算 的耗散功率,并判断额定功率为 的电阻能否安全使用。
【答案】(1)左网孔方程为 ,右网孔方程为 。解得 ,。(2),实际方向与左网孔电流通过 的方向一致。(3)。 的耗散功率大于额定功率,额定功率为 的电阻不能安全使用。
【解析】设两个网孔电流、均为顺时针方向。由于两个网孔电流流过共用电阻的方向相反,按左网孔方向取电流为。
(1)左网孔按KVL列式:,即移项后为。右网孔列式:,即。联立方程、,解得,。
(2)共用电阻中的实际电流为。结果为正,故实际方向与左网孔电流通过的方向一致。
(3)的耗散功率为。由于,额定功率为的电阻不能安全使用。
五、综合应用题(本大题共1小题,每题10分,共10分)
45. 某自动化设备的24 V直流控制回路中,电源正极经限流电阻接至节点A。节点A分为两条支路:第一支路为负载电阻,直接接回电源负极;第二支路依次串联电阻和负载电阻后接回电源负极。电源内阻忽略不计。(1)计算电路的总电阻、总电流、节点A电压,以及各支路电流和两端电压。(2)分别利用节点A处的基尔霍夫电流定律和包含电源、、、支路的基尔霍夫电压定律,验证计算结果是否满足电路规律。(3)设备运行时,技术员测得第二支路电流为0 A,两端电压为0 V,而支路工作正常。分析最可能的故障部位,并说明检修措施。
【答案】(1)第二支路电阻为。并联部分电阻为。总电阻为。总电流为。节点A电压为。支路电流为。第二支路电流为。两端电压为。(2)节点A处满足KCL:。第二支路回路满足KVL:,计算结果正确。(3)最可能是本体或其接线端子发生开路。应断电后测量阻值和线路通断情况,检查并紧固接线端子;确认开路时,应更换同规格电阻。
【解析】R3、R4串联为6 Ω,与R2并联得3 Ω;总阻R=2+3=5 Ω,I=24/5=4.8 A,UA=24-4.8×2=14.4 V。两支路电流均为2.4 A,U4=2.4×4=9.6 V。KCL:4.8=2.4+2.4;KVL:24=9.6+4.8+9.6。第二支路无电流且U4为零,优先检查R3及其端子、线路开路,断电测通断并更换故障件。
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