电工基础课后习题

1第 1 单元 问题与思考解答1.1 问题与思考1、温度一定时，电阻的大小取决于哪些方面？温度发生变化时，导体的电阻会随之发生变化吗？答：温度一定时，电阻的大小取决于导体的电阻率、导体的长度和截面。当温度发生变化时，导体的电阻率随之发生变化，因此导体的电阻也将随之发生变化。2、把一段电阻为 10 的导线对折起来使用，其电阻值如何变化？如果把它拉长一倍，其电阻又会如何变化?答：把一段电阻为 10 的导线对折起来使用，根据电阻定律可知，由于长度减半，所以阻值减小为 5。如果把 10 电阻的长度拉长一倍，其电阻将增大至 20。3、电阻在电路中主要应用于哪些方面？碳膜电阻器、金属膜电阻器、精密电阻器和线绕电阻器通常应用于哪些场合？高频电路中能选用线绕电阻器使用吗？答：电阻在电路中主要应用于限流、分压和分流场合。碳膜电阻器广泛应用于无线电电子设备和家用电器中；对整机质量和工作稳定性、可靠性要求较高的电路应选用金属膜电阻器；对仪器、仪表电路应选用精密电阻器或线绕电阻器；在高频电路中，因线绕电阻的固有电容和固有电感较大，是不适宜用于高频电路中使用。4、用单臂电桥测量某元件电阻时，选择比例臂 R2/R3 的读值是 0.01， “1000”旋钮置于位置“9” ， “100”旋钮置于位置“0” ， “10”旋钮置于位置“3” ， “1”旋钮置于位置“6” ，电桥检流计的指针指“0” 。被测元件的电阻值是多大？答：由电桥平衡条件可得 RXR 2R4/R30.019036=90.36 1.2 问题与思考1、两个线圈之间的耦合系数 K=1 和 K=0 时，分别表示两个线圈之间怎样的关系？答：两个线圈之间的耦合系数 K=1，表示两个线圈处于全耦合状态，即基本上无漏磁现象；当耦合系数 K=0 时，表示两个线圈之间不存在耦合。2、耦合线圈的串联和并联实际应用中常用哪几种形式？其等效电感分别为多少？如果实际中不慎将线圈的端子接反了，会出现什么现象？答：实际应用中，电气设备为了在小电流下获得强磁场，通常将耦合电感顺串或者同侧相并，其等效电感量为：L 顺 = L1L 12M ， 。ML2-1同如果实际中不慎将线圈的端子接反了，则由于磁场被大大削弱，造成电流的极度增长，致使线圈烧损。23、制作无互感电阻器时，常采取把电阻丝对折后再双线缠绕的工艺，是什么道理？答：把电阻丝对折后再双线缠绕的工艺，实际上是让对折的电阻丝中通过方向不同的电流，形成两个大小相等、方向相反的磁场，其作用可相互抵消，于是可得到一个无互感的电阻器。4、电感器的技术参数主要有哪些？何谓电感线圈的品质因数？答：电感器的技术参数主要有品质因数、额定电流和分布电容。其中品质因数表示在某一工作频率下，线圈对交流电流呈现的阻碍作用感抗与其等效直流电阻的比值，即 Q=L/R，品质因数越高，线圈的铜损耗愈小。在选频电路中，Q 值越高，电路的选频性能就越好。1.3 问题与思考1、电容器的基本工作方式是什么？电容器在电路中具有什么特点？通常用于哪些场合？答：电容器的基本工作方式是充、放电。电容器在电路中的特点是通交流、隔直流、阻低频、通高频，常用于耦合、旁路、滤波、谐振等场合。2、电容器标称值的识别方法有几种？各为什么方法？答：电容器标称值的识别方法有四种，分别为直标法、数字标志法、文字标示法和色标法。3、电容器相串联和相并联时，其等效电容量是增大还是减小？ 答：电容器相串联时，其等效电容量的计算公式类似于电阻相并联公式，因此并联等效电阻减小；电容器相并联时，其等效电容量计算公式类似于电阻串联公式，因此电容量增大。4、通常电解电容器如何测试？对于 0.01F以上的电容器如何测试？对于 0.01F以下的电容器，又该如何测试？答：测量电解电容器的性能可用万用表。测量电解电容的漏电流时，选用万用表R1k 电阻档测电阻的方法来估测。例如估测一个 100F/250V的电容可用一个100F/25V的电容来参照，只要它们指针摆动最大幅度一样，即可断定容量一样。估测皮法级电容容量大小要用 R10k档，但只能测到 1000pF 以上的电容。对 1000pF 或稍大一点的电容，只要表针稍有摆动，即可认为容量够了。若要测电容是否漏电，在对一千微法以上的电容可先用 R10档将其快速充电，并初步估测电容容量，然后改到R1k档继续测一会儿，这时指针不应回返，而应停在或十分接近处，否则就是有漏电现象。对一些几十微法以下的定时或振荡电容（比如彩电开关电源的振荡电容） ，对其漏电特性要求非常高，只要稍有漏电就不能用，这时可在 R1k档充完电后再改用3R10k档继续测量，同样表针应停在处而不应回返。测试电解电容时，万用表的黑表笔应接电容器的“”极，红表笔接电容器的“”极，此时表针迅速向右摆动，然后慢慢退回，待指针不动时其指示的电阻值越大表示电容器的漏电流越小；若指针根本不向右摆，说明电容器内部已断路或电解质已干涸而失去容量。用上述方法还可以鉴别电容器的正、负极。对失掉正、负极标志的电解电容器，或先假定某极为“ ” ，让其与万用表的黑表笔相接，另一个电极与万用表的红表笔相接，同时观察并记住表针向右摆动的幅度；将电容放电后，把两只表笔对调重新进行上述测量。哪一次测量中，表针最后停留的摆动幅度较小，说明该次对其正、负极的假设是对的。1.4 问题与思考1、电路一般有哪几部分组成？各部分的作用是什么？答：最简单的电路通常也要有三个基本环节构成：向电路提供电能的装置电源，在电路中接收电能并将电能转换成其它形式能量的用电器负载，还有在电路中起控制、保护作用的中间环节。2、什么是电路模型？理想电路元件与实际电路器件有什么不同？答：与实际电路相对应、根据实际电路器件抽象的理想电路元件构成的电路图称为电路模型，理想电路元件的电特性单一、确切，实际电路器件的电特性多元、复杂。3、理想电源元件和实际电源器件有什么不同？实际电源器件在哪种情况下的数值可以用一个理想电源来表示？答：理想电源元件是无穷大功率源，理想电压源供出的电压恒定，理想电流源供出的电流恒定，都不受负载的影响。实际的电压源和电流源总是存在内阻的，当实际电压源开路时，其端电压值等于它模型中的理想电压源数值，因此开路的实际电压源可用一个理想电压表示它的开路电压值。1.5 问题与思考1、说说两种电源模型的组成和它们之间等效互换的条件。理想电压源和理想电流源能等效互换吗？答：电压源模型可由一个理想电压源和一个阻值较小的电阻元件相串联组成，电流源模型可由一个理想电流源和一个阻值较大的电阻元件并联组成。电压源模型和电流源模型等效互换的条件是内阻不变，U SI SR0 ISU S/R0。理想电压源和理想电流源都是无穷大功率源，不能互换。2、写出实际电源的电压源模型输出电压表达式和电流源模型输出电流表达式。答：实际电源的电压源模型输出电压的表达式为：U U SIR 04实际电源的电流源模型输出电流的表达式为：II SU/R 03、能否说出几个电池相串联或相并联应该注意的问题？答：几个电池相串联时，应注意不同厂牌、不同容量或者新旧不一的电池是不能相串联的；几个电池相串联后，也不能采取个别放电、串在一起充电的方式。若实用中采用了上述不当操作方式，都会造成电池的损坏或者降低使用寿命。当几个电池相并联时，同样应注意上述问题，即不同伏特值的电池不允许并联使用。而且，额定电压相同、型号也相同的新旧不一的电池是不能相并联的，如这样操作，新电池会向老电池直接供电，致使电池组很快失去效能。几个电池相并联后，一般不允许在一起并联充放电。4、能否说出双路直流稳压电源的使用操作方法？答：双路直流稳压电源的使用方法如下：（1）在直流输出为开路情况下接通电源，指示灯亮，预热 2 分钟。（2）选择所需指示的 U 和 U ，根据负载所需工作电压确定电压档级 015V 还是 1530V。(WYJ 型稳压电源要先将 “调流”旋钮调到较大或最大位置。)（3）稳压电源每一路都由粗调旋钮控制。稳压电源面板上装有电压表（电流表） ，作为电压源使用还是作为电流表使用，均由转换开关确定。稳压电源的输出电压一般是分挡连续调节的。 “粗调旋钮”决定输出电压的挡位或范围，而输出电压究竟取该范围中的哪个值，则由“细调旋钮”来调节。例如我们取直流电压为 6V，则“粗调旋钮”置于“015V”挡，通过“细调旋钮”可将输出电压调为 6V；取直流电压为 19V 时，则“粗调旋钮”置于“1530V”挡，通过“细调旋钮” 可将输出电压调在 19V。面板上的输出端旋钮有电源正、负端子和接地端子之分。电路若不需要接地时接地端子可空着。两个红旋钮分别为两路直流电源的正极输出端子、两个黑旋钮分别为两路直流电源的负极输出端子。（4）调整好所需要的工作电压后，与负载相接通。再调整电流旋钮至所需的稳流值，此时面板上方指示灯点亮，表示电路进入稳流状态。第 1 单元 技能训练检测题 （共 100 分，120 分钟）一、填空题：（每空 1 分，共 25 分）1、电源和负载的本质区别是：电源是把 其它形式的 能量转换成 电 能的设备，负载是把 电 能转换成 其它形式的 能量的设备。2、电力系统中的电路，其功能是实现电能的 传输 、 分配 和 转换 。3、实际电路中的元器件，其电特性往往 多元 而 复杂 ，而理想电路元件的电特性则是 单一 和 确切 的。 4、在电器商场买回的电线，每卷电线的电阻值为 0.5，将 2 卷这样的电线接长使用，电阻值为 1 ，将 2 卷这样的电线并接起来使用，电阻值为 0。25 。55、常见的无源电路元件有 电阻元件 、 电感元件 和 电容元件 ；常见的有源电路元件是 电压源 和 电流源 。6、用指针式万用表测量电阻时，应断开电路使被测电阻 不 带电。测量一个阻值在 200 左右的电阻时，应选择 R100 的欧姆 挡，测量前指针式万用表应先进行 调零 。当万用表挡位旋钮置于“R100”位置，指针指示数为 3.6，则该被测量的电阻的电阻值为 360 。7、任何一个完整的电路必须包含 电源 、 负载 和 中间环节 三个基本组成部分。二、判断正误：（每小题 1 分，共 14 分）1、在用万用表测量电阻时，每次换挡后都要调零。 （ 对 ）2、温度一定时，导体的长度和横截面积越大，电阻越大。 （ 错 ）3、用万用表测量电阻时，两手应紧捏电阻的两端。 （ 错 ）4、四环电阻和五环电阻的识别方法相同。 （ 错 ）5、实际电压源和电流源的内阻为零时，即为理想电压源和电流源。 （ 错 ）6、电阻、电感和电容，它们的串联公式形式上相同。 （ 错 ）7、并联电阻数目越多，等效电阻越小，因此向电路取用的电流也越少。 （ 错 ）8、当几个直流电压源相串联时，可提高向电路提供的电压值。 （ 对 ）9、实际应用中新、老电池可以混在一起使用。 （ 错 ）10、有极性的电解电容，其两个引脚中较长的一根是负极引线。 （ 错 ）11、线绕可变电阻最适合用于高频电路中。 （ 错 ）12、实用中为了获得小电流的强磁场，通常将电感线圈顺串或同侧相并。 （ 对 ）13、电感线圈的品质因数 Q 值越高，其选频能力越强。 （ 对 ）14、0.01F 以下的电容器可用万用表的欧姆档判断其是否断路。 （ 错 ）三、选择题：（每小题 2 分，共 26 分）1、一条导线的电阻值为 4，在温度不变的情况下把它均匀拉长为原来的 4 倍，其电阻值为（ B ） 。A. 4 B. 16 C. 20 D. 642、万用表的指针停留在“”刻度线上“12”的位置，被测量电阻的电阻值为（ D ） 。A. 12 B. 12k C. 1. 2k D. 不能确定3、电流源开路时，该电流源内部（ B ）A、 有 电 流 ， 有 功 率 损 耗 ； B、 无 电 流 ， 无 功 率 损 耗 ； C、 有 电 流 ， 无 功 率 损 耗。4、某电阻的额定数据为“1K、2.5W” ，正常使用时允许流过的最大电流为（ A 6）A、50mA； B、2.5mA； C、250mA。5、在用电桥测量电阻时，按下检流计按钮 G 查看电桥平衡情况时，检流计指针向“”方向（右）偏转，在调节电桥平衡时应该（ B ） 。A. 减小比较电阻的电阻值 B. 增大比较电阻的电阻值C. 旋转比率旋钮，减小比率 D. 旋转比率旋钮，增大比率6、长度和横截面积相等的三种材料的电阻率 A B C，则电阻（ A ） 。A. RA RBR C B. RBR AR C C. RAR CR B D. RC R BR A7、电路中的三大基本元件分别代表了实用技术中的三大电磁特性，其中（ A ）代表的是实用中耗能的电特性。A、电阻元件 B、电感元件 C、电容元件 D、无法判断8、实际工程技术中向负载提供电压形式的电源，其电源内阻的阻值（ B ） 。A、越大越好 B、越小越好9、实际工程技术中向负载提供电流形式的电源，其电源内阻的阻值（ A ） 。A、越大越好 B、越小越好10、在耦合、滤波、旁路的电路中，通常选用（ C ）.A、云母电容 B、有机薄膜电容 C、电解电容 D、瓷介电容11、自然界中物质的相对磁导率 的是（ B ）1rA、非磁性物质 B、铁磁性物质12、具有通高频、阻低频特性的电路器件是（ C ）A、电阻器 B、电感器 C、电容器13、用数字标志法标示电容量通常用三位整数标示，其单位是（ C ）A、法拉 B、微法 C、皮法四、简述题：（每小题 4 分，共 20 分）1、将一个内阻为 0.5，量程为 1A 的安培表误认为成伏特表，接到电压源为10V，内阻为 0.5的电源上，试问此时安培表中通过的电流有多大？会发生什么情况？你能说说使用安培表应注意哪些问题吗？答：此时安培表中通过的电流 I10/（0.50.5）=10A，是额定值的 10 倍，因此会造成此安培表被烧事故。使用安培表应注意只能串接在被测电路中，不能与被测电路相并联，另外还需选择合适的量程。2、电容器的基本工作方式是什么？电容器是否在任何情况下都能阻断直流？答：电容器的基本工作方式是充、放电。电容器在耐压允许的条件下能够阻断直流。如果在超出耐压值时，电容器会被击穿导通。3、两个数值不同的电压源能否并联后“合成”一个向外供电的电压源？两个数值不同的电流源能否串联后“合成”一个向外电路供电的电流源？为什么？7答：两个数值不同的电压源是不能并联“合成”为一个向外供电的电压源的。因为当它们数值不同时，数值大的电压源就会直接向数值小的电压源供电，造成“合成”电源内部环流。同样，两个数值不同的电流也不能串联后“合成”为一个向外电路供电的电流源。因为当它们数值不同时，如果向外供出的电流遵照电流较大的电流源数值，则小数值的电流源就会因过流而烧。4、电阻标称值的识别方法有哪几种？答：电阻标称值的识别方法有直接标示法、数字符号法和色环标志法三种。5、实用中测量电阻时能否在线测量？能否带电测量？答：实用中测量电阻是不能在线测量和带电测量的。在线测量不准确，所测得的阻值是测量两端点之间的等效电阻；带电测量则易造成电表损坏事故。例如，电表在欧姆档下工作，内部电池供出的电流由表棒引出，同时外部电路电压和电源也会通过表棒引入表内电路，如果外部电压较高时，就会造成电表的损坏。五、分析计算题：（共 15 分）1、试画出一个接于高频电路中的实际电感线圈的电路模型。设该线圈在高频下铜耗电阻和分布电容都不容忽视。 （4 分）解：该线圈主要作用是建立磁场、储存磁能，这个功能可以用理想电感元件来表征。线圈在高频下的铜耗电阻可用一个电阻元件来表示，分布电容用一个电容元件来表示，等效电路图为：2、高压输电线由 50 根横截面积为 1mm2 的铝导线绞合组成，求 1km 这样的高压输电线电阻值。 （6 分）解：查表 1.1，可得到铝的电阻率 2.910 8 .m所以 1km 的高压铝输电线的电阻值为 29109.26R3、已知两个具有耦合关系的电感线圈的互感系数 M0.04mH，自感系数分别为L10.03mH， L20.06mH，求耦合系数 K 为多大？（5 分）解：这两个线圈的耦合系数 943.06.3021L第 2 单元 问题与思考解答2.1 问题与思考1、电流的国际单位制是什么？常用的单位都有哪些？它们之间的换算关系？R LC8答：电流的国际单位制是安培A ，常用的单位还有毫安mA、微安A 、纳安nA和千安kA，其换算关系：1A10 3mA10 6A10 9nA10 3 kA2、测量电流时，电流表应如何连接在被测电路中?量程的选择对测量结果有影响吗？答：测量电流时，电流表应和被测电路相串联。电流表的量程若选择小了，不能显示测量值，如果选择大了，增加测量误差。通常应选择合适的量程，使被测值显示在指示区偏转大于和等于 2/3 的区域。3、试述基尔霍夫电流定律的内容。若已知一个三极管的基极电流 IB40A，集电极电流 IC2.8mA，求射极电流 IE？答：基尔霍夫电流定律的内容：对集中参数电路而言，任一时刻流入某电路结点的电流的代数和恒等于零。若已知一个三极管的基极电流 IB40A，集电极电流IC2.8mA，则射极电流 IE IBI C0.04+2.8=2.84mA2.2 问题与思考1、电位的国际单位制是什么？常用的单位都有哪些？它们之间的换算关系？答：电位的国际单位制是伏特，常用的单位还有毫伏和千伏，它们之间的换算关系1V10 3mV=10-3kV2、接“地”是否将导线埋入大地中？实际“接地”应如何解释？答：接“地”并非是将导线埋入大地中。工程实际中的接“地” ，通常是指把设备的外壳与接地极相连。3、你能否解释出为什么说电位是相对的量？ 答：电位的值取决于参考点的选择，当参考点发生变化时，各点电位随之发生变化，因此说电位是相对于参考电位点而言的，即电位是相对的量。4、在图 2.7 所示电路中，若选定 C 点为电路参考点，当开关断开和闭合时，判断 A、B 、D 各点的电位值。答：在图 2.7 中，当开关 S 断开时，电路中无电流，因此 C 点为电路参考点时，只有 A 点为4V 电位，其他各点电位均等于地点电位；当开关 S 闭合时，电路中有电流通过，电流在电路中的流向是ABCDA，因此 A 点、B 点、C 点电位相同，等于零电位值，而 D 点相对于地点低 4V，因此 D 点电位等于4V。2.3 问题与思考1、电路中若两点电位都很高，是否说明这两点间的电压值一定很大？A图 2.7 B4V2CD RS9答：电路中两点电位都很高时，并不说明这两点间的电压值就大。因为电压等于两点电位的差值，当这两点电位都很高但差值不大时，这两点间的电压就不大。2、“电压是产生电流的根本原因。因此电路中只要有电压，必定有电流。”这句话对吗？为什么？答：“电压是产生电流的根本原因。因此电路中只要有电压，必定有电流。”这句话不对！因为一个电路中形成电流应满足两个基本条件：一是电路中有电压，二是电路需是闭合通路。当电路中有电压时，但处于开路状态，电路中是不会并生电流的。3、测量电压时，电压表应如何连接？ 答：测量电压时，电压表必须并接在待测电压两端。4、电压等于电路中两点电位的差值。当电路中参考点发生变化时，两点间的电压会随之发生变化吗？为什么？答：电压等于电路中两点电位的差值，当电路中参考点发生变化时，两点电位随之发生改变，但是它们的差值不会发生变化，因此这两点间的电压不会发生变化。即电位是相对的量，其高低正负取决于参考点，但电压是绝对的量，其大小只取决于电路中两点电位的差值，与参考点的选择无关。2.4 问题与思考1、何谓电能？电能的单位是什么？“节约一度电”中的一度电是什么概念？答：电流所具有的能量称为电能。电能可用电流做功的大小来度量，因此电能的单位和电功的单位相同，都是“焦耳”，实用中也用 Kw.h 度量。一度电的概念可以解释为：1KW 的电动机满载使用一小时消耗的电能；100W 的灯泡点燃 10 小时所消耗的电能；25W 的电烙铁连续使用 40 小时所消耗的电能。2、家用电度表是感应式的还是电子式的？答：家用电度表是感应式的。3、电能表（电度表）的 4 个接线端子如何与外部电路相连？答：单相电能表（单相电度表）与电路相连接时，通常在电能表连线盒内有向外引出的 4 个连线端子，从左往右数第 1 和第 3 个端子与户外引入的火线与零线相连；第 2和第 4 个端子和户内引出的火线与零线相连。2.5 问题与思考1、电功率大的用电器，是否电功也一定大？答：电功率大的用电器，说明它能