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第二版电费抄核收题库(2版)计算题
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电工基础第1章电路的基本知识
第 1 章 电路的基本知识一、填空题 1.电荷间存在相互作用力，同种电荷互相 排斥 ，异种电荷互相 吸引 。 －6 2.真空中有两个点电荷，电荷量均为 2×10 C，相距 0.2 m，则它们之间的作用力为 0.9N ，且为 斥 力。 3.电荷周围存在的特殊物质叫 电场 。 4.电荷的 定向移动形成的电子流叫做电流。我们规定正电荷定向移动的方向为电流的 正方
向。在金属导体中电流方向与电子的运动方向 相反 。 5.通过一个导体的电流是 5A，经过 2min 时间，通过这个电阻横截面的电荷量是 600C。 导体中的电流为 1A，在 0.4min 时间内，通过导体横截面的电荷量为 24C。 6.衡量电场力做功大小的物理量叫 电压 ，其定义式为 UAB=WAB/q。 7.电位是 相对 值，它的大小与参考点选择 有关 ；电压是 不变 值，它的大小与参考 点选择 无关 。 8.电压的正方向为 高电位指向低电位，电动势的正方向为 电源负极指向正极。 9.衡量电源力做功大小的物理量叫 电动势 ，其定义式为 E=W/q 。 10.有二根同种材料的电阻丝，长度之比为 1：2，横截面积之比为 2：3，则它们的电阻 之比是 3：4 。 11.一段导线的电阻值为 R，若将其对折合并成一条新导线，其阻值为 R/4 。 12.部分电路欧姆定律告诉我们，在某段纯电阻电路中，电路中的电流 I 与电阻两端的电 压 U 成 正比 ，与电阻 R 成 反比 ，其表达式为 I=U/R 。 13.全电路欧姆定律告诉我们，闭合电路中的电流与 电源电动势 成正比，与电路的 总电阻 成反比，其表达式为 I=E/(R+r) 。 14.电源电动势 E=4.5 V，内阻 r=0.5Ω ,负载电阻 R=4Ω ，则电路中的电流 I＝ 1A ， 路端电压 U＝ 4V 。 15.电流在 单位时间 内所做的功叫做电功率。电源电动势所供给的功率，等于 电源内 阻 和 负载电阻 所消耗的功率之和。 16.额定值为“220V 40W”的白炽灯，灯丝的热态电阻为 1210Ω 。如果把它接到 110 V 的电源上，它实际消耗的功率为 10W 。 17.有一只标有“1kΩ 10W”的电阻，允许通过的最大电流是 0.1A ，允许加在它两端的 最大电压是 100V 。 18.焦耳定律指出：电流通过导体所产生的热量与电流的平方、导体的电阻、通过时间 成正比。 19.当负载电阻可变时，负载获得最大功率的条件是负载电阻 R 和电源内阻 r ，负载获 得的最大功率为 E2/4R 。 在无线电技术中， 把负载电阻等于电源内阻状态叫做负载匹配。 二、选择题 1.真空中， 带电量分别为 q1 和 q2 的两个点电荷相距 r， 则它们之间的相互作用力是 （B） 。1A. F= C. F=q1q2 r2q1q 2 rB. F=k D. F=kq1q2 r2q1q2 r2.有一根阻值为 1? 的电阻丝，将它均匀拉长为原来的 3 倍，拉长后的电阻丝的阻值为 （D） A. 1? B. 3? C. 6? D. 9? 3.有关电动势的叙述中，下列说法正确的是 （A） A. 电动势反映了不同电源的做功能力 B. 电动势是矢量 C. 电动势方向由正极经电源内部指向负极 D. 电源内部电动势依靠静电力维持电荷的定向移动 4.电源的电动势为 1.5V，内阻为 0.22Ω ，外电路的电阻为 1.28Ω ，电路的电流和外电 路电阻两端的电压分别为 （ B） A. I=1.5 A，U=0.18 V B. I=1 A，U=1.28 V C. I=1.5 A，U=1 V D. I=1 A，U=0.22 V 5.一电阻两端加 15 V 电压时，通过 3 A 的电流，若在电阻两端加 18 V 电压时，通过它 的电流为（A） A. 1A B. 3A C. 3.6A D. 5A 6．如图 1.38 所示，R 为一变阻器，电源电动势为 E，内阻为 r， 当（C）时电源的输出功率最大。 A. R 最大 B. R 最小 C. R＝r D. R＝r 27. 有一直流发电机，其端电压 U＝230V，内阻 r＝0.6V，输出的电 流 I＝5A，该发电机电动势为 （C） 图 1.38 A. 227V B. 230V C. 233V D. 240V 8.灯泡 A 为“6V 12W” ，灯泡 B 为“9V 12W” ，灯泡 C 为“12V 12W” ，它们都在各自的额 定电压下工作，以下说法正确的是 （A） A. 三个灯泡一样亮 B.三个灯泡电阻相同 C.三个灯泡的电流相同 D.灯泡 C 最亮 ＊9．如图 1.39 所示的电路中，A 表是内阻可忽略不计的安培表，V 表是内阻较高的伏 特表，电源内阻不计，如果伏特表被短接，则有（B） A. 电灯将烧毁 B. 安培表将烧毁 C. 伏特表将烧毁 D. 电灯特别亮 ＊10．如图 1.40 所示的电路中，已知 R1=14Ω ，R2=9Ω ，当 开关打到位置 1 时，A1 表的读数为 0．２A，开关打到位置 2 时，2A2 表的读数为 0.3A，则电源的电动势为（B） A. 5 V B. 3 V C. 2 V D. 6 V 三、计算题 1．某一闭合电路，电源内阻 r＝0.2Ω ，外电路的端电 压是 1.9V，电路中的电流是 0.5A，求电源电动势、外电阻 及外电阻所消耗的功率。 解：电源电动势 E＝U+Ir＝1.9＋0.5×0.2＝2 V 外电阻 R＝U 1 .9 ＝ ＝3.8Ω I 0 .5图 1.39外电阻所消耗的功率 P＝UI＝1.9×0.5＝0.95 W 2.如图 1.41 所示电路中，当开关 S 合上时，电流表读数为 5A， 电压表读数为 10V；当开关 S 断开时，电压表读数为 12 V，求电源 电动势 E 和 R 消耗的功率。 解：开关 S 断开时，电源电动势 E＝U＝12 V 开关 S 合上时，R 消耗的功率 P＝UI＝10×5＝50 W图 1.40图 1.413．一个“220V 300W”的电熨斗，接到电源为 220 V，使用 30 分钟。求： （1）电路中流 过的电流？（2）电熨斗消耗的电能可供“220V 40W”的电灯使用多长时间？ 解： （1）电路中流过的电流 I＝P 300 ＝ ＝1.36 A U 220（2）电熨斗消耗的电能可供“220V 40W”的电灯使用 Pt＝P’t’ t’＝Pt 300? 30 ＝ ＝225 分钟 P' 404．如图 1.42 所示电路中，R1=2Ω ，电源电动势 E=10 V， 内阻 r=0.5Ω ，RP 为可变电阻。可变电阻 RP 的阻值为多少时 它才可获得最大功率，RP 消耗的最大功率为多少？ 解：当 RP＝R1＋r＝2＋0.5＝2.5Ω 时，RP 获得最大功率 RP 消耗的最大功率 Pmax ?202 E2 ＝ ＝10 W 4 ? 2.5 4R图 1.42＊四、综合题 1.据报道：著名的长江三峡电是利用超高电压、小电流输电。输送到重庆时每度电的价 格大致为 0.28 元，输送到浙江时每度电的价格大致为 0.38 元。请你应用所学的知识分析下 面二个问题： （1）为什么输电时要采用超高压、小电流输电？(2)为什么输送到重庆与浙江 时的电价格不一样？ 2.节约用电是每一位公民的职责，请你应用所学的知识例举 5 条以上的节约用电措施。3第 2 章 直流电路 一、填空题 1.已知 R1=5Ω ，R2=10Ω ，把 R1、R2 串联起来，并在其两端加 15 V 的电压，此时 R1 所消 耗的功率是 5W 。 2.有两个电阻 R1 和 R2，已知 R1＝2R2，把它们并联起来的总电阻为 4Ω ，则 R1＝ 12Ω ， R2= 6Ω 。 3.有两个电阻，把它们串联起来的总电阻为 10Ω ，把它们并联起来的总电阻为 2.4Ω ， 这两个电阻的阻值分别为_4Ω __和_6Ω _。 4.已知 R1 和 R2 两个电阻，且 R2=3R1，若串联在电路中，则 R1 消耗功率与 R2 消耗功率之 比为 1:3 ；若并联在电路中，则 R1 消耗功率与 R2 消耗功率之比为 3:1 。 5.有两电阻 R1 和 R2，已知 R1：R2＝1：4。若它们在电路中串联，则电阻两端的电压比 U1：U2＝ 1：4 ；流过电阻的电流比 I1：I2= 1：1 ，它们消耗的功率比 P1：P2＝ 1：4 。 若它们并联接在电路中，则电阻两端的电压之比 U1：U2＝ 1：1 ；流过电阻的电流之比 I1： I2＝4：1 ；它们消耗的功率之比 P1：P2＝ 4：1 。 6.电阻负载并联时，因为 电压 相等，所以负载消耗的功率与电阻成 反 比；电阻负载 串联时，因为 电流 相等，所以负载消耗的功率与电阻成 正 比。 7.有 5 个相同的蓄电池，每个电池的电动势均为 2V，内阻均为 0.1Ω ，串联后与 R=4.5 Ω 的负载电阻相连， 则流过电阻 R 的电流为 2A ， R 两端的电压为 9V ， 消耗的功率为 18W。 8.如图 2.34 所示，每个电阻的阻值均为 30Ω ，电路的等效电阻 Rab＝ 6Ω 。图 2.34图 2.359.如图 2.35 所示的电路中， 流过 4Ω 电阻的电流为 0.6A ， A、 B 两点间的电压为 5.4V ， 3Ω 电阻的功率是 3W 。 10.如图 2.36 所示电路，A 点的电位 VA 等于 21V 。图 2.36图 2.3711.基尔霍夫电流定律指出：在任一时刻，通过电路任一节点的 电流的代数和 为零，其 数学表达式为 Σ I＝0 ；基尔霍夫电压定律指出：对电路中的任一闭合回路，各电阻上电压4降的代数和等于各电源电动势的代数和，其数学表达式为 Σ RI＝Σ E 。 13．如图 2.37 所示电路中，I3= －3A 。 12.电压源变换为等效电流源的公式为 IS＝E/r，内阻ｒ数值 不变，改为 并 联；电流源 变换为等效电压源的公式为 E＝r IS ，内阻ｒ数值不变，改为 串 联。 13.任何线段性有源二端网络，对外电路而言，可以用一个等效电源代替，等效电源的电 动势 E。等于有源二端网络两端点间的 开路电压 ；等效电源的内阻 R0 等于该有源二端网络 中所有电源取零值，仅保留其内阻时所得的无源二端网络的 等效电阻 。 14.用戴维南定理计算有源二端网络的等效电源只对 外电路 等效，对 内电路 不等效。 15.实验测得某有源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 3Ω 时，其端电压为 3V 。 二、选择题 1 如图 2.38 所示的等效电阻 RAB 为（A） A. 2Ω B. 5Ω C. 6Ω D. 7Ω图 2.38图 2.392.如图 2.39 所示电路中，当开关 S 闭合后，则（C） A. I 增大，U 不变 B. I 不变，U 减小 C. I 增大，U 减小 D. I、U 均不变 3.标明“100Ω 4W”和“100Ω 25 W”的两个电阻串联时，允许加的最大电压是（A） A．40V B.50 V C．70V D.140V 4.将“110V40W”和“110V100W”的两盏白炽灯串联在 220V 电源上使用，则（C） A．两盏灯都能安全、正常工作； B．两盏灯都不能工作，灯丝都烧断； C．40W 灯泡因电压高于 110V 而灯丝烧断，造成 100W 灯灭； D.100W 灯泡因电压高于 110V 而灯丝烧断，造成 40W 灯灭； 5.在图 2.40 电路中，当开关 S 接通后，灯 A 将（A） A.较原来暗 B.与原来一样亮 C.较原来亮 D.无法判断 图 2.40 6.如图 2.41 所示电路中 Vd 等于（C） A. IR＋E5B. IR－E C. －IR＋E D.－IR－E图 2.417.有一内阻可以忽略不计的直流电源，向互相串联的 R1、R2 输送电流。当 90Ω 的电阻 R1 短路后，流过电路的电流是以前的 4 倍，则电阻 R2 的阻值是（A） A.30Ω B.60Ω C.180Ω D.260Ω 8．要使三只“110V40W”灯泡接入电源电压为 220V 的电路中都能正常工作，那么这些 灯泡应该是（B） A.全部串联； B.每只灯泡串联适当电阻后再并联； C.二只并联后与另一只串联； D.二只串联后与另一只并联。 9．在图 2.42 中，所示的三个电阻的联接方式（B） A.R1 与 R3 串联后与 R2 并联； B.R1 与 R3 并联后与 R2 串联； C.R1 与 R2 并联后与 R3 串联； 图 2.42 D.R1 与 R2 串联后与 R3 并联； 10.如图 2.43 所示电路中，A、B 间有 4 个电阻串联，且 R2＝R4，电压表 V1 示数为 12V， V2 示数为 18V，则 A、B 之间电压 UAB 应是（D） A.6 V B.12 V C.18 V D.30 V 三、计算题 图 2.43 1.如图 2.44 所示电路中，已知 E＝220V，R1＝30Ω ，R2＝55Ω ，R3＝25Ω ，求： （1）开 关 S 打开时电路中的电流及各电阻上的电压； （2）开关 S 闭合时电路中的电流及各电阻上的 电压。 解： （1）开关 S 打开时 E 220 电路中的电流 I＝ ＝ ＝2A R1 ? R 2 ? R3 30 ? 55 ? 25 各电阻上的电压 U1＝I R1＝2×30＝60V U2＝I R2＝2×55＝110V U3＝I R3＝2×25＝50V （2）开关 S 闭合时 220 E I＝ ＝ ＝4A R1 ? R 3 30 ? 25 各电阻上的电压 U1＝I R1＝4×30＝120V6 图 2.44U2＝0 U3＝I R3＝4×25＝100V 2.一只“10W12V”灯泡，若接在 36V 的电源上，要串联多大的电阻才能使灯泡正常工 作？ 解：灯泡的额定电流 IN＝10 P ＝ ＝0.83 A 12 U电阻要分担的电压 UR＝U－UN＝36－12＝24 V U U 24 串联的电阻值 R＝ R ＝ R ＝ ＝28.8Ω IR IN 0.83 3.如图 2.45 所示是一个双量程电压表，已知表头内阻 Rg＝500Ω ，满偏电流 Ig＝1mA， 当使用 A、B 两端点时，量程为 3V，当使用 A、C 两端点时，量程为 30V，求分压电阻 R1、 R2 的值。 － 解：表头的满偏电压 Ug＝RgIg＝500×103×1×10 3＝0.5 V R1 要分担的电压 UR1＝U－Ug＝3－0.5＝2.5 V U U 2.5 分压电阻 R1＝ R1 ＝ R1 ＝ ＝2.5×103Ω ＝2.5 kΩ ?3 IR Ig 1?10 R1 要分担的电压 UR2＝U 2－U1＝30－3＝27 V U U 27 分压电阻 R2＝R＝ R 2 ＝ R 2 ＝ ＝27×103Ω ＝27kΩ IR Ig 1?10?3 4.如图 2.46 所示电路中，R1＝200Ω ，I＝5 mA，I1＝3 mA， 求 R2 及 I2 的值。 解：I2＝I－I1＝5－3＝2 mA I R 3 ? 200 R2＝ 1 1 ＝ ＝300Ω I2 2图 2.46图 2.455.如图 2.47 所示电路中，AB 间的电压为 12V，流过电阻 R1 的电流为 1.5A，R1＝6Ω ， R2＝3Ω ，试求 R3 的电阻值。 解：U1＝R1I1＝6×1.5＝9V U23＝UAB－U1＝12－9＝3V U 3 R23＝ 23 ＝ ＝2Ω I1 1.5 R23＝R 2 R3 R 2 ? R3图 2.46解得 R3＝6Ω76. 如图 2.48 所示电路中，电阻值均为 R＝12Ω ，分别求 S 打开和闭合时 A、B 两端的等 效电阻 RAB。（a）（b）图 2.48解： （a）S 打开时 RAB＝R2∥R4＝12∥12 =6Ω S 闭合时 RAB＝R1∥R2∥R3∥R4 =12∥12∥12∥12 =3Ω （b）S 打开时 RAB＝R1∥(R3+R4)＋R2＝12∥(12+12)＋12＝20Ω S 闭合时 RAB＝(R1＋R2∥R3)∥R4＝(12＋12∥12)∥12＝7.2Ω 7.如图 2.49 所示电路中，已知 E1＝120V，E2＝130V，R1＝10Ω ，R2＝2Ω ，R3＝10Ω ， 求各支路电流和 UAB。 解：设各支路电流方向和回路的绕行方向如图所 示 I1+ I2 -I3 =0 R1I1 -R2I2 =E1- E2 R2I2 +R3I3 =E2 数据代入 I1+ I2 -I3 =0 10I1-2I2 =120-130 图 2.49 2I2 +10I3 =130 解得 I1 =1A I2 =10A I3 =11A UAB= R3 I3 =10 ? 11=110 V 8.如图 2.50 所示电路中，已知 E1＝8 V，E2＝4 V，R1＝R2 ＝R3＝2Ω ，求： （1）电流 I3； （2）电压 UAB； （3）R3 消耗的功 率。 解： （1）可用多种方法求解8图 2.50电流 I3＝2A （2）电压 UAB＝－R3I3＝－2×2＝－4V （3）R3 消耗的功率 P 3＝8W 9.如图 2.51 所示电路中，已知 E1＝E2＝3V， R1＝R2＝R3＝2Ω ，求电路中的电压 U。 解：可用叠加原理等方法求解 电路中的电压 U＝4 V图 2.5110.如图 2.52 所示电路中，已知 E＝2V，IS＝1A，R1＝1Ω ，R2＝2Ω ，计算每个电阻消耗 的功率和每个电源所产生的功率各为多少？ 解：每个电阻消耗的功率 PR1＝E2 22 ＝ ＝4W R1 12 2PR1＝IS R2＝1 ×2＝2 W 电源所产生的功率 流过电压源的电流 IE＝E 2 －IS＝ －1＝1 A R1 1图 2.52电压源的功率 PE＝E IE＝2×1＝2 W 电流源端电压 US＝R2 IS＋E＝2×1＋2＝4V 电流源的功率 PI＝US IS＝4×1＝4 W 11．如图 2.53 所示电路中，已知 E＝10V，IS＝2A，R1＝1Ω ，R2＝2Ω ，R3＝2Ω ，R4＝4 Ω ，求电阻 R2 上的电流？ 解：I1＋IS－I2＝0 －R1 I1＋R2I2＝E8 解得 I2＝ ＝2.67 A 3图 2.5312. 如图 2.54 所示电路中，已知 E＝18V，R1＝3Ω ，R2＝12Ω ，R3＝6Ω ，R4＝6Ω ，求 负载 RL 能获得的最大功率。9解：断开负载 RL 等效电源的电动势 EO＝UAB＝6V 等效电源的内阻 RO＝RAB＝6Ω 负载 RL 能获得的最大功率 Pmax＝1.5W图 2.54四、综合题 1.两个完全相同的表头，分别改装成一个电流表和一个电压表。一个同学误将这两个改 装完的电表串联起来接到电路中，这两个改装表的指针偏转可能出现什么情况？ 答：改装成电流表的指针几乎不偏转，改装成电压表的指针有偏转 2.额定电压为 110V 的 100W、60W、40W 三个灯泡，如何连接在 220V 电路中，使各灯 泡能正常发光。画出电路图，并用计算简单说明原因。 解：110V100W.60V.40W 的三个灯泡的电阻分别为： R1= U1 = 110 =121ΩP 110022R2=2 U2 P2 2= 110 =201.7Ω60 1102 402R3= U 3 =P3=302.5Ω为使各灯泡在额定电压下工作，电路如图所示。10第 3 章 电容器一、填空题 1.组成电容器的两个导体叫极板，中间的绝缘物质叫 介质 。 6 12 2. 1F= 10 ?F = 10 PF 3. 电容器的额定工作电压一般称 耐压 ， 接到交流电路中， 其额定工作电压 不小于 交 流电压最大值。 4. 串联电容器的总电容比每个电容器的电容 小 ，每个电容器两端的电压和自身容量 成 反比 。 5. 以空气为介质的平行板电容器电源对其充电后，将电源断开，若增大电容器极板正 对面积，则 C 将增大，Q 不变，U 变小；若电源不断开，减小两板之间的距离，则 C 将增大， Q 不变，U 变小。 6.两个电容器的电容和额定工作电压“10?F25V” ， “20?F15V” ；现将它们并联后接在 10V -4 -4 的直流电源上，则它们储存的电量分别是 10 C 和 2×10 C，并联后等效电容是 30?F ， 允许加的最大电压是 15V ；若将它们串接在 30V 的直流电源上，则它们的端电压分别为 20V ， 10V ，串联后等效电容为 6.67?F ，允许加的最大电压是 37.5V 。 7.在电容器充电电路中，已知 C=1?F，电容器上的电压从 2V 升高到 12V，电容器储存的 -6 -6 -6 电场能从 2×10 J 增加到 72×10 J，增大了 70×10 J 。 二、选择题 1.有一电容为 50μ F 的电容器，接到直流电源上对它充电，这时它的电容为 50μ F；当 它不带电时，它的电容是（C） A．0 B．25μ C．50μ F D．100μ F 2.一个电容为 Cμ F 的电容器,和一个电容为 2μ F 的电容器串联,总电容为 Cμ F 的电容器 的 1/3,那么电容 C 是(B) A.2μ F B.4μ F C.6μ F D.8μ F 3.电路如图 3.7 所示， 已知 U＝10V， R1＝2Ω ， R1＝8Ω ， C＝100 μ F，则电容两端的电压 UC 为（B） A．10V B．8V 图 3.7 C．2V D．0V 4.电容器 C1 和 C2 串联后接在直流电路中，若 C1＝3C2 ，则 C1 两端的电压是 C2 两端电压 的(C) A .3 倍 B.9 倍 C. 1/3 D.1/9 5.两个相同的电容器并联之后的等效电容,跟它们串联之后的等效电容之比为(B) A.1:4 B.4:1 C.1:2 D.2:1 6.如图 3.8 所示， 当 C1&C2&C3 时， 它们两端的电压关系是(C) A．U1=U2=U3 B．U1&U2&U311C．U1&U2&U 3 D．不能确定 图 3.8 7.将电容器 C1“200V20μ F”和电容器 C2“160V20μ F”串联接到 350V 电压上则(D) A．C1、C2 均正常工作 B．C1 击穿,C2 正常工作 C．C2 击穿，C1 正常工作 D．C1、C2 均被击穿 8.电容器并联使用时将使总电容量(A) A．增大 B．减小 C．不变 D．无法判断 三、计算题 1．现有一个电容器，它的电容为 30?F，加在电容器两端的电压为 500V，求该电容器极 板上存储的电荷量为多少？ -6 -2 解：Q＝CU＝30×10 ×500＝1.5×10 C 2． 在某电子电路中需用一只耐压为 1 000V， 电容为 4?F 的电容器， 但现只有耐压为 500V， 电容为 4?F 的电容器若干，问用什么连接方法才能满足要求？ 解:根据耐压的要求，只要将两只 4?F/500V 电容器串联起来就可以了，但根据两只电容 器串联的等效公式C?C1C 2 4 ? 4 16 ? ? ? 2?F C1 ? C 2 4 ? 4 8C1C 2 CC ? 1 2 ? 2 ? 2 ? 4 ?F C1 ? C 2 C1 ? C 2因此等效电容不能满足提示要求，如再并上这样一组电容，则总的等效电容为C?电路如图所示：3．现有容量为 200?F、耐压为 500V 和容量为 300?F、耐压为 900V 的两只电容器。 （1） 将两只电容器串联后的总电容是多少？（2）电容器串联后，如果在它两端加 1000V 的电压， 电容器是否会被击穿？ 解(1)但根据两只电容器串联的等效公式C? C1C 2 200? 300 ? ? 120?F C1 ? C 2 200 ? 300(2)串联后有： U1+U2=U=1000 ① Q=Q1=Q2 即 Q=C1U1=C2U2 带入电容值得 200U1=300U2 ② 求解①、②式可得： U1＝600V U2＝400V 可见，电容器 C1 两端所承受的电压是 600V，超过了电容 C1 的耐压 500V，所以电容 C1 将 要被击穿。电容 C2 上承受的电压是 400V，虽然小于它的耐压 900V，但当 C1 被击穿后，1000V12电压将全部加到 C2 上，超过它的耐压 900V，所以也要被击穿。 ＊4.如图 3.9 所示电路中，电源电压 E＝400V，先将开关 S 置“1”对电容器 C1 充电， 充电完毕后，将开关 S 置于“2” ，如果 C1＝4?F，C2＝6?F，求： （1）C1 和 C2 各带多少电荷 量？（2）C1 和 C2 两极板间电压各为多少？图 3.9解： （1）开关 S 置“1” ，电容器 C1 充电，充电完毕后 C1 两端电压为电源电压 400V Q＝CU＝400×4×10 ＝1.6×10 C （2）开关 S 置“2” ，电容器 C1 放电，电容器 C2 充电，等到 C1 和 C2 两端电压相等时，两 电容冲放电结束，整个冲放电过程中，总电荷量不变化, C1 和 C2 电容器并联。 Q＝Q1+Q2＝1.6×10 C C＝C1+C2＝4×10 +6×10 ＝1×10 ?F U＝U1＝U2＝Q/C＝1.6×10 /1×10 ＝160V 5．给电容量为 100?F 的电容器充电，电容两端电压从零增加到 50V，问电源供给电容器 多少电能？若此电容器接着开始放电，电容器上的电压从 50V 降至 30V，问此时电容器中还 储存多少电场能？电容器释放了多少电场能？ 解：电源给电容器充电，电容两端电压为 50V，电场能为-3 -5 -6 -6 -5 -3 -6 -3W1 ?1 1 CU 12 ? ? 100 ? 10 6 ? 50 2 ? 0.125 J 2 2 电容器放电后，电容两端电压为 30V，电场能为 1 1 2 W2 ? CU 2 ? ? 100 ? 10 6 ? 30 2 ? 0.045 J 2 2电容器在放电时释放的电场能为： △W＝W1-W2＝0.125-0.045＝0.08J13第 4 章 磁与电一、填空题 1.物体具有吸引铁、钴、镍等物质的性质叫 磁性 ，具有磁性的物体叫 磁体。 2.磁体两端磁性最强的区域叫 磁极，任何磁体都有两个磁极，即 N 极和 S 极。 3.磁极之间存在相互作用力，同名磁极 排斥 ，异名磁极 吸引 。 4.磁感线是互不相交的闭合 曲线，在磁铁外部，磁感线从 N 极到 S 极；在磁铁内部， 磁感线的从 S 极到 N 极。 5.直线直线的磁场方向，即磁感线方向与电流方向的关系可以用 安培定则来判断。 6.电荷之间的相互作用力是通过电场 发生的，电流与电流之间的相互作用力是通过 磁场 发生的。 7.定量地描述磁场在一定面积的分布情况的物理量是 磁通 ，定量地描述磁场中各 点的强弱和方向的物理量 磁感应强度 。在匀强磁场中，它们之间的关系是 Φ ＝BS 。 8.用来表示媒介质导磁性能的物理量是 磁导率，根据磁导率的大小，可将物质分成三 类，即顺磁物质、 反磁物质和 铁磁物质 。 9.磁场中某点的磁场强度等于该点的 磁感应强度 与媒介质的 磁导率 的比值，用 公式表示为 H＝B/μ 。 10.长度为 L 的直导线，通过的电流为 I，放在磁感应强度为 B 的匀强磁场中，为使其受 到的磁场力为 F=BIL 的条件是 B 与 I 相互垂直 。 11.利用磁场产生电流的现象叫做 电磁感应 ， 用电磁感应的方法产生的电流叫做 感 应电流 。 12.感应电动势的大小跟穿过闭合回路的 磁通的变化率成正比， 这就是 法拉第电磁感应 定律。 13.楞次定律是判别 感应电流方向 的定律，楞次定律的内容是感应电流的方向，总是 使感应电流的磁场 阻碍 引起感应电流的磁通的变化。 14.根据楞次定律，当线圈中的磁通增加时，感应电流的磁通方向与原磁通方向 相反； 当线圈中的磁通减少时，感应电流的磁通方向与原磁通方向相同 。 15.由通过线圈本身的电流 变化 引起的电磁感应，叫做自感。 二、选择题 1. 关于磁感线的下列说法中，正确的是（D） A、磁感线是磁场中客观存在的有方向的曲线 B、磁感线是始于磁铁北极而终止于磁铁南极 C、磁感线上的箭头表示磁场方向 D、磁感线上某点处小磁针静止时北极所指的方向与该点切线方向一致 2.如图 4.27 所示，A、B 是两个用细线悬着的闭合铝环，当合上开关 S 瞬间 （B） 。 A、 A 环向右运动，B 环向左运动 B、 A 环向左运动，B 环向右运动 C、 A、B 环都向右运动 D、 A、B 环都向左运动 3.如图 4.28 所示，当线圈顺磁场方向向右移动时，下列说法正确的是（C） A、电动势方向垂直进入纸里 B、电动势方向垂直穿出纸外 C、无电动势 D、电动势方向向上14图4.27图4.284.如图 4.29 所示，闭合回路中的一部分导体在磁场中运动，正确标明感应电流方向的是 （B）ABCD图4.295.如图 4.30 所示， 当条形磁铁由线圈插入时， 流过电阻 R 的 电流方向为 （A） A、从上到下 B、从下到上 C、无电流 D、无法确定 ＊三、综合题 图 4.30 1.我们做楞次定律实验用的灵敏电流计，在电工测量仪表中，属于磁电系仪表，常用的 磁电系仪表还有万用表等。为保护仪表，防止各种原因引起的仪表可动部分的快速摆动，以 免损坏轴承及指针，磁电系仪表是利用电磁阻尼现象来使其可动部分在平衡位置迅速停下 来。电磁阻尼还常用于电气机车的电磁制动。 电磁阻尼现象示意图可用图 4.31 表示：弹簧上端固定，下端悬挂一根磁铁。将磁铁托 起到某一高度后放开，磁铁能上下振动较长时间才停下来。如果在磁铁下端放一个固定的闭 合线圈，使磁铁上下振动时穿过它，磁铁就会很快停下来。请你用所学知识解释。 2.我们家里测量电能的电能表、工厂常用的三相异步电动机、汽车上用的电磁式速度表 是利用电磁驱动现象来驱动的。 电磁驱动现象示意图可用图 4.32 表示：把一个闭合线圈放在蹄形磁体的两磁极之间，蹄 形磁体和闭合线圈都可以绕 OO’轴转动。当转动蹄形磁体时，线圈也跟着转动起来。请你用 所学知识解释。15图 4.31图4.3216第 5 章 正统交流电一、填空题 1．正弦交流电在 0.1s 时间内变化了 5 周，那么它的周期等于 0.02s，频率等于 50Hz 。 2.我国民用交流电压的频率为 50 Hz，有效值为 220V 。 3.一个电热器接在 10V 的直流电源上，产生一定的热功率，把它接到交流电源上，使产 生的热功率是直流时相等，则交流电压的最大值是 14.14V 。 4.正弦交流电的三要素是 最大值 、 频率 、 初相位 。 5.已知一正弦交流电流 i=10sin （100π t+? ） A， 则其有效值为 7.07A ， 频率为 50Hz ， 3初相位为 。 0 6. 已知一正弦交流电流最大值是 50A，频率为 50Hz ，初相位为 120 ，则其解析式为 i=50sin（100πt+1200）A。 7.旋转矢量在纵轴上的投影，就是该正弦量的瞬时 值。 8.已知交流电压的解析式：u1=10 2 sin(100 ? t－90 ) V,，u2=10sin(100 ? t＋90 ) V，0 0? 3则它们之间的相位关系是 反相 。 9.若正弦交流电在 t=0 时的瞬时值为 2A，其初相为 ?/6，则它的有效值为 2.828 A。 0 10.已知某正弦交流电流在 t=0 时，瞬时值为 0.5 A，电流初相位为 30 ，则这个电流的 有效值为 7.07A 。 11.电容器和电阻器都是构成电路的基本元件，但它们在电路中所起的作用却是不同的， 从能量上来看，电容器是一种 储能 元件，而电阻器则是 耗能 元件。 0 12.当 R=2 欧的电阻通入交流电，已知交流电流的表达式为 i=4sin(314t-45 )A，则电阻 上消耗的功率是 16W 。 13.在纯电感交流电路中，电感两端的电压 超前 电流 的电压 滞后 电流? ，在纯电容电路中，电容两端 2? 。 214．纯电感交流电路中，电感两端电压为 u= 2 sin(100π t+? )V，L=10 mH，瞬时功率 6最大值为 0.318 var，一个周期内的平均功率为 0 W。 15．如图 5.50 所示为交流电路的相量图，其中（a）图为 电阻性 电路；(b)图为 电感性 电路；(c)图为 纯电容 电路。（a）（b）（c）图 5.50 1716.在某交流电路中，电源电压 u=100 2 sin(ω t-30 ) V,电路中的电流 i= 2 sin(ω t-90 ) A,则电压和电流之间的相位差为 600 ，电路的功率因数 cos?= 0.5 ,电路中的 有功功率 P＝ 50W ，电路中的无功功率 Q＝ 86.6var ，电源输出的视在功率 S＝ 100VA 。0017.若家用电器两端加电压 u=60sin(314t+? ? )V，流过的电流为 i=2sin(314t- )A，用 4 65? ， 12万用表测量该家用电器的电压为 42.42V ，电流为 1.414A ；电压与电流的相位差是 该家用电器的阻抗是 30Ω ，是 电感 性的负载。 18.如图 5.51 所示电路中，电流表读数为 1A，电压表读数为 50V 。图 5.5119.在 R、L、C 串联的正弦交流电路中，已知 R、L、C 上的电压均为 10 V，则电路两端 的总电压应是 10V 。 P 20.在交流电路中，功率因数定义式为 cos?= ；由于感性负载电路的功率因数往往比 S 较低，通常采用 并联电容器 的方法来提高功率因数。 21．在 RLC 串联电路中，当 XL&XC 时，电路呈 电感 性，XL&XC 时，电路呈 电容性，当 XL＝XC，则电路呈电阻性。 22．电阻、电感、电容串联电路发生谐振的条件是 XL＝XC，谐振频率为 f ?1 2? LC。23.在处于谐振状态的 RLC 串联电路中，若电源电压不变，当电容减小时，电路呈电容 性。 24．RLC 串联电路发生谐振时，若电容两端电压为 100V，电阻两端电压为 10V，则电感 两端电压为 100V，品质因数 Q 为 10 。 二、选择题 1．在纯电阻电路中，计算电流的公式是 （D） A.i＝ C.I＝U R Um RB. i＝ D. I＝Um R U R2.在电感为 XL=50Ω 的纯电感电路两端加上正弦交流电压 u=20sin（100π t+18? ）V，则 3通过它的瞬时电流为 A．i＝20sin（100π tC．i＝0.4sin(100π t+（B）? ）A 6 ? )A 30B．i＝0.4sin(100π t-? )A 6 ? ）A 6D．i＝0.4sin（100π t+03．已知 e1=50sin(314t+30 ) V，e2=70sin(628t-45 ) V，则 e1、e2 的相位关系是（D） 0 0 A、e1 比 e2 超前 75 B、e1 比 e2 滞后 75 0 C、e1 比 e2 滞后 15 D、e1 与 e2 的相位差不能进行比较 4．交流电的有效值说法正确的是（C） A、有效值是最大值的 2 倍 B、最大值是有效值的 3 倍C、最大值为 311V 的正弦交流电压就其热效应而言，相当于一个 220V 的直流电压 D、最大值为 311V 的正弦交流，可以用 220V 的直流电来代替。 5．一个电容器耐压为 250 V，把它接入正弦交流电中使用时，加在电容器上的交流电压 有效值最大可以是（C） A. 250 V； B. 200 V； C. 177 V； D. 150 V 6．如图 5.52 所示电路中，L 是纯电感，当电路接通后以后， 电路中的电流是（B） A. 0 A B.2A 图 5.52 C. 3A D.12A 7.已知某正弦交流电路如图 5.53 所示， 其中 i1=4 2 sinω tA， i2=4 2 sin （ω t则 i 等于（A） A、8sin（ω tC、8sin（ω t+? ） A， 2? ）A 4B、8 2 sin（ω t+ D、8 2 sin（ω t-? ）A 4? ）A 4 8．功率表测量的是 A．有功功率 C.视在功率? ）A 4 （A）图 5.53B.无功功率 D.瞬时功率9.某负载两端所加的正弦交流电压和流过的正弦交流电流最大值分别为 Um、Im，则该 负载的视在功率为 （C） A． 2 UmIm C． UmIm1 2B．2 UmIm D．1 2UmIm10．在一个 RLC 串联电路中，已知 R=20Ω ，XL=80Ω ，XC=40Ω ，则该电路呈（B） 。 A．电容性 B．电感性 C．电阻性 D．中性 三、计算题191.将一个阻值为 48.4Ω 的电炉，接到电压为 u＝220 2 sin（ω t－? ）V 的电源上，求： 3（1）通过电炉的电流为多少？写出电流的解析式； （2）白炽灯消耗的功率是多少？ 解：由 u＝220 2 sin（ω t－? ）V 可知： 3电源电压有效值 U＝220V，初相位?u＝ ? （1）通过白炽灯的电流 I＝ 初相位?i＝?u＝ ?? 3U 220 ＝ ＝4.545 A R 48.4? 3 ? ）A 3电流的解析式为 i＝4.545 2 sin（ω t ?（2）白炽灯消耗的功率 P＝UI＝220×4.545＝1000 W 2.一个电感为 20mH 的纯电感线圈，接在电压 u＝311sin（314t+300）V 的电源上，求： （1）通过线圈的电流为多少？写出电流的解析式； （2）电路的无功功率是多少？ 0 解：由 u＝311sin（ω t+30 ）V 可知： 0 电源电压有效值 U＝220 V，角频率 ω ＝314 rad/s,初相位?u＝30 -3 （1）线圈的感抗 XL＝ω L＝314×20×10 ＝6.28 Ω U 220 通过线圈的电流 I＝ L ＝ ＝35A XL 6.28 初相位?i＝?u－900＝300－900＝－600 电流的解析式为 i＝35 2 sin（ω t－600） A （2）电路的无功功率 QL＝ULI＝220×35＝7700 var3.一个容量为 637μ F 的电容器，接在电压 u＝220 2 sin（314t－600）V 的电源上，求： （1）通过电容器的电流为多少？写出电流的解析式； （2）电路的无功功率是多少？ 解：由 u＝220 2 sin（314t－60 ）V 可知： 电源电压有效值 U＝220V，角频率 ω ＝314 rad/s,初相位?u＝－60 （1）电容器的容抗 XC＝0 01 1 ＝ ＝5 Ω ?C 314? 637?10?6UC 220 ＝ ＝44 A XC 5通过线圈的电流 I＝初相位?i＝?u＋900＝－600＋900＝300 电流的解析式为 i＝2.2 2 sin（ω t+300）A20（2）电路的无功功率 QC＝UCI＝220×44＝9680var 4 ．在 RLC 串联交流电路中，已知 R=40 Ω ，L=223mH ， C=80 μ F ，电路两端交流电压 u=311sin314t V。求： （1）电路阻抗； （2）电流有效值； （3）各元件两端电压有效值； （4） 电路的有功功率、无功功率、视在功率。 （5）电路的性质。 -3 解： （1）线圈的感抗 XL＝ω L＝314×223×10 ＝70Ω 1 1 电容的容抗 XC＝ ＝ ＝40Ω ?C 314? 80?10?6 电路的阻抗 z＝ R 2 ? ( X L ? X C ) 2 ＝ 402 ? (70 ? 40) 2 ＝50Ω （2）电流有效值 I＝U 220 ＝ ＝4.4A z 50（3）各元件两端电压有效值 UR＝RI＝40×4.4＝176V UL＝XLI＝70×4.4＝308V UC＝XCI＝40×4.4＝176V （4）电路的有功功率、无功功率、视在功率和功率因数 P＝I2R＝4.42×40＝774.4 W Q＝I2(XC－XL)＝4.42×（70－40）＝580.8 var S＝UI＝220×4.4＝968 VA （5）XL＞XC 电路为电感性电路 5．将电感为 255 mH、电阻为 60 ? 的线圈接到 u ? 220 2 sin314t V 的电源上组成 RL 串联 电路。求（1）线圈的感抗； （2）电路的电流有效值； （3）电路的有功功率。 -3 解： （1）线圈的感抗 XL＝ω L＝314×255×10 ＝80Ω （2）电路的阻抗 z＝ R 2 ? X L 2 ＝ 602 ? 802 ＝100Ω 电流有效值 I＝U 220 ＝ ＝2.2A z 100（3）电路的有功功率 P＝I2R＝2.22×60＝290.4 W ＊6．在 RLC 串联电路中，已知流过电路的电流为 6A，UR =80V，UL =240V，UC =180V，电 源频率为 50 Hz。求： （1）电源电压的有效值 U； （2）电路参数 R、L、C； （3）电流与总电压 的相位差； （4）电路的视在功率 S、有功功率 P 和无功功率 Q。 解： （1）电源电压的有效值 U＝ U R 2 ? (U L ? U C ) 2 ＝ 802 ? (240? 180) 2 ＝100V （2）电路参数 R＝UR 80 ＝ ＝13.3Ω I 621UL 240 ＝ ＝40Ω I 6 X 40 L＝ L ＝ ＝0.127H 2?f 2 ? 3.14? 50XL＝XC＝ C＝UC 180 ＝ ＝30Ω I 61 1 -6 ＝ ＝106×10 F＝106Μ f 2?fX C 2 ? 3.14? 50? 30（3）电流与总电压的相位差 U ?U C 240? 180 0 ?＝arctan L ＝arctan ＝36.9 R 80 （4）电路的视在功率 S＝UI＝100×6＝600 W 有功功率 P＝URI＝80×6＝480 W 无功功率 Q＝(UL －UC )I=（240－180）×6＝360var ＊7．把一个线圈接到电压为 20 V 的直流电源上，测得流过线圈的电流为 0.4 A。当把 它改接到频率为 50 Hz，电压有效值为 65 V 的交流电源上，测得流过线圈的电流为 0.5 A。 求线圈的参数 R 和 L。 解：接到直流电源上时，R＝ 接到直流电源上时，z＝U 20 ＝ ＝50Ω I 0 .4 U 65 ＝ ＝130Ω I 0 .5XL＝ z 2 ? R 2 ＝ 1302 ? 502 ＝120Ω L＝XL 120 ＝ ＝0.382H 2?f 2 ? 3.14?1508.在电阻、电感、电容串联谐振电路中，电阻 R＝50Ω ，电感 L＝5 mＨ，电容 C＝50pF， 外加电压有效值 U＝10 mV。求： （1）电路的谐振频率； （2）谐振时的电流； （3）电路的品 质因数； （4）电容器两端的电压。 解： （1）电路的谐振频率f0＝1 2? LC＝1 2 ? ? ? 5 ? 10?3 ? 50 ? 10?12＝318471 Hz＝318.5 kHz（2）谐振时的电流 I0＝U 1 ＝ ＝0.02mA R 501 R L 1 5 ?10?3 ＝ ＝200 C 50 50?10?12（3）电路的品质因数 Q＝（4）电容器两端的电压 UC＝QU＝200×10＝2000 mV＝2 V22＊四、综合题 1.如图 5.54 所示电路中，在日光灯两端并上一只电容后，能提高电路的功率因数。若 此时日光灯的功率不变，分析： （1）并联电容后流过灯管的电流 IR 将如何变化（指出变大、 变小或不变） ； （2）电路总电流 I 将如何变化（指出变大、变小或不变） 。图 5.54解： （1）并联电容后流过灯管的电流 IR 将不变 （2）电路总电流 I 变小 2.请你帮助家庭或亲朋好友安装一盏 40W 的日光灯，要求从元器件的采购到日光灯的安 装必须独立完成。 3.请你帮助学校、家庭或亲朋好友修理一盏日光灯。23第 6 章 三相交流电路一、填空题 1.三相交流电是由三相交流发电机产生的，最大值相等，频率相同，相位互差 1200 的三 个正弦电动势，称为三相对称电动势。 2.三相电动势随时间按正弦规律变化，它们到达最大值（或零值）的先后次序，叫做相 序。三个电动势按 U－V－W－U 的顺序， 称为正序； 若按 U－W－V－U 的顺序，称为负序。 3.三相四线制是由三根相线和一根中线所组成的供电体系，其中相电压是指相线与中线 之间的电压，线电压是指相线与相线之间的电压，且 UL= 3 UP。 4.目前，我国低压三相四线制配电线路供给用户的线电压为 380V，相电压为 220V。 5.三相负载接到三相电源中，若各相负载的额定电压等于电源线电压，负载应作Δ 连接， 若各相负载的额定电压等于电源线电压的1 3时，负载应作_Y_连接。6.同一三相对称电源作用下，同一三相对称负载作三角形连接时的线电流是星形连接时 的_3_倍，作三角形连接时的有功功率是星形连接时的_3_倍。 7.对称三相负载星形连接，通常采用三相三线制供电，不对称负载星形连接时一定要采 用 三相四线制制供电。在三相四线制供电系统中，中线起使不对称负载两端的电压保持对 称作用。 8.三相负载接法分 Y 接法_和Δ 接法。其中，Y 接法线电流等于相电流，Δ 接法线电压等 于相电压。 9.某对称三相负载星形接法时，线电流为 2A，负载消耗的总功率为 50W，若改为三角形 接法时，各相功率应为_50W。 10.对称三相电路，负载为星形连接，测得各相电流均为 5A，则中线电流 IN=_0_；当 U 相负载断开时，则中线电流 IN=5A。 11.三相异步电动机的接线如图 6.15 所示，若（a）图电动机是顺时针旋转，则（b）图为 顺时针 旋转， （c）图为 逆时针旋转。图6.15二、选择题 1.在对称三相电压中，若 V 相电压为 uv=220 2 sin(314t+π )V，则 U 相和 W 相电压为24(B) A．uu=220 2 sin(314t＋π /3) V，uw=220 2 sin(314t＋π ) V B．uu=220 2 sin(314t－ C．uu=220 2 sin(314t＋ D．uu=220 2 sin(314t＋? ? ) V，uw=220 2 sin(314t＋ ) V 3 32? 2? ) V，uw=220 2 sin(314t－ )V 3 3? ? ) V，uw=220 2 sin(314t－ ) V 3 32．某三相电动机，其每相绕组的额定电压为 220V，电源电压为 380V，电源绕组为星形 连接，则电动机应作 （B） A．星形连接 B．三角形连接 C．星形连接必须接中性线 D．星形、三角形连接均可 3．照明线路采用三相四线制供电线路，中线必须 （A） A．安装牢靠，防止断开 B．安装熔断器，防止中线断开 C．安装开关以控制其通断 D．取消或断开 4 ．一台三相电动机绕组星形连接，接到 UL=380 V 的三相交流电源上，测得线电流 IL=10A，则电动机每相绕组的阻抗为 （B） A．11 Ω B．22 Ω C．38 Ω D．66 Ω 5．若要求三相负载各相互不影响，负载应接成 （A） A．星形有中性线 B．星形无中性线 C．三角形 D．星形有中性线或三角形 6．下列四个选项中，结论错误的 （B） A．负载作星形连接时，线电流必等于相电流 B．负载三角形连接时，线电流必等于相电流 C．当三相负载越接近对称时，中线电流越小 D．三相对称负载星形和三角形连接时，其总有功功率均为 P ? 3U 线 I 线 cos? 相 7.在三相三线制供电系统中，三相对称负载星形连接，电源线电压为 380 V，若 V 相负 载开路，则负载相电压 Uu 为 （B） A．110 V B．190 V C．220 V D．380 V 8.如图 6.16 所示的对称三相电路中，S 合上时电流表 读数 A1=A2=A3=10 A，当开关 S 打开时，电流表读数为（C） A．全为 10 A B．A1=A2= A3= C．A1=A3=10 3 10 3A图 6.16 25A ，A2=10AD．A1=A3=10A，A2=10 3三、计算题、 1．有一三相对称负载，每相负载的 R=8Ω ，XL=6Ω ，电源电压为 380 V。求： （1）负载接成星形时的线电流、相电流和有功功率； （2）负载接成三角形时的线电流、相电流和有功功率。2 解：负载阻抗 z＝ R 2 ? X L ＝ 8 2 ? 6 2 ＝10Ωcos?＝R 8 ＝ ＝0.8 z 10UL 3 380 3（1）负载接成 Y 连接时，线电压 UL＝380 V 负载的相电压 UYP＝ ＝ ＝220 V220 ＝22 A 10流过负载的相电流 IYP＝ 线电流 IYL＝IYP＝22AUY P z＝有功功率 P＝ 3 UL ILcos?＝ 3 ×380×22×0.8＝11584 W＝11.6 kW （2）负载接成△连接时，线电压 UL＝380 V 负载的相电压 U△P＝UL＝380 V U 380 流过负载的相电流 I△P＝ ? P ＝ ＝38 A z 10 线电流 I△L＝ 3 I△P＝ 3 ×38＝66 A 有功功率 P＝ 3 UL ILcos?＝ 3 ×380×66×0.8＝34751 W＝34.8 kW 2．有三根额定电压为 220 V，功率为 1 kW 的电热丝，接到线电压为 380 V 的三相电源 上，应采用何种接法？如果这三根电热丝额定电压为 380 V，功率为 1 kW，又应采用何种接 法？这只电热器的功率是多大？ 解：额定电压为 220 V 时，应采用 Y 接法 额定电压为 380 V 时，应采用△接法 电热器的功率为 3kW ＊3．有一台三相交流电动机，定子绕组接成星形，接在线电压为 380 V 的电源上，已测 得线电流 IL=6.6 A，三相功率 P=3.3 kW，计算电动机每相绕组的阻抗 z 和参数 R 及 XL。 解：负载的相电压 UP＝UL 3＝380 3＝220 V流过负载的相电流 IP＝IL=6.6 A U 220 阻抗 z＝ l ＝ ＝33Ω Il 6.626P＝ 3 UL ILcos? cos?＝P 3U l I l＝3300 3 ? 380? 6.6＝0.76电阻 R＝z cos?＝33×0.76＝25Ω 阻抗 XL＝ z 2 ? R 2 ＝ 332 ? 252 ＝21.5Ω ＊四、综合题 如果给你一支电笔或者一个量度范围在 400 V 以上的交流电压表，你能用这些器件确定 三相四线制供电线路中的相线和中线吗？应怎样做？27*第 7 章变压器与电动机一、填空题 1.变压器是按照_电磁感应_原理工作的，它的用途有_变电压、_变电流、_变阻抗等。 2.变压器的原绕组 880 匝，接在 220V 的交流电源上，要在副绕组上得到 6V 电压，副绕 组的匝数应是 24V，若副绕组上接有 3? 的电阻，则原绕组的电流为 0.0545A 。 3.变比 n＝10 的变压器，原绕组接上 10V 的直流电源，副绕组两端电压为 0，原绕组接 上 10V 的交流电源，副绕组两端电压为 100V ，如果负载电阻 RL＝2Ω ，那么原边的等效 电阻为 200Ω 。 4.电流互感器的主要作用是 把电路中大电流变成小电流 ，电压互感器的主要作用是 将电力设备上的高电压变换成低电压。 5.在使用中，电压互感器副绕组严禁短路；电流互感器的副绕组决严禁开路。 6.异步电动机的基本结构由_定子和_转子_两大部分组成，异步电动机是利用电磁感应 原理进行能量转换的设备，将电能转换成机械能。 7.三相异步电动机的转差率 s 是同步转速 n0 与转子转速 n 之差对同步转速 n0 之比值。 当 s=1 时，电动机处于_刚起动_状态；当 s 趋于零时，电动机处于理想空载状态。在额定负载 时, s 约为_0.02～0.08，电动机转速越高，则 s 值小。 8.三相鼠笼式异步电动机降压起动的方法有串电阻降压起动、Y－Δ 降压起动、自耦变 压器降压起动。 9.三相异步电动机的调速方法有变频调速、变转差率调速、变极调速。 10.三相异步电动机电气制动方法有反接制动、能耗制动等。 11.应用单相异步电动机作为驱动机的家用电器有吸尘器、电冰箱、洗衣机和电风扇等。 12.三相异步电动机的磁极对数 p＝4，如果电源频率 f＝50Hz，则电动机的同步转速为 750r/min 。 二、选择题 1.变压器原绕组 100 匝，副绕组 1200 匝，在原绕组两端接有电动势为 10V 的蓄电池组， 则副绕组的输出电压是（D） A. 120V B.12V C. 0.8V D. 0 2.为了安全，机床上照明电灯的电压是 36V，这个电压是把 220V 的交流电压通过变压器 降压后得到的。如果这台变压器给 40W 的电灯供电（不计变压器的损耗） ，则一次侧和二次 侧绕组的电流之比是（C） A、1：1 B、55：9 C、9：55 D、 无法确定 3.三相异步电动机旋转磁场的转速与（C） A、电源电压成正比 B、频率和磁极对数成正比 C、频率成正比，与磁极对数成反比 D、频率成反比，与磁极对数据成正比 4.对于理想的变压器来说，下列叙述正确的是(B） A、可以改变各种电源的电压。 B、变压器原线圈的输入功率由副线圈的输出功率决定。28C、变压器不仅能改变电压，还能改变电流和电功率等。 D、抽去变压器铁心，互感现象依然仍在，变压器仍能正常工作 三、计算题 1.一台单相变压器，原边线圈接电压为 1000 V，空载时测得副边线圈电压为 400 V。若 已知副边线圈匝数是 32 匝，求变压器的原边线圈匝数为多少匝？ U 1000 解：原边线圈匝数 N1＝ 1 N 2 ＝ ? 32 ＝80 匝 U2 400 2.有一电压比为 220/110 V 的降压变压器，如果次级接上 55 ? 的电阻， 求变压器初级的 输入阻抗。 U 220 解：n＝ 1 ＝ ＝2 U2 110 z1＝n2 z2＝22×55＝220 ? 3.有一信号源的电动势为 1V，内阻为 600 ?，负载电阻为 150 ?。欲使负载获得最大功 率，必须在信号源和负载之间接一匹配变压器，使变压器的输入电阻等于信号源的内阻，如 图 7.26 所示。求：变压器变压比，初、次级电流。图 7.26解：变压器变压比 n＝z1 600 ＝ ＝2 150 z2初级电流 I1＝e 1 ＝ ＝0.00167A＝1.67mA R0 600次级电流 I2＝n I1＝2×1.67＝3.34 mA 四、综合题 某交流电源，其内阻为 100Ω ，向电阻为 4Ω 的负载供电，要使负载上获得最大功率， 应采用什么方法？z1 100 ＝ ＝5 4 z2解： n＝用一个变比为 5 的变压器（图略）29*第 8 章 安全用电一、填空题 1．电力系统由发电、输送、变电、配电和用电五部分构成。 2．一般情况下规定安全电压为 36V 以下，人体通过 50mA 电流就会有生命危险。 3．常见的触电方式有单相触电、双相触电和跨步触电。 4．接地的主要作用是保证人身和设备的安全，若按接地的目的及工作原理来分工作接地、 保护接地、保护接零和重复接地。 5．在照明用电系统中，开关应接在火线上，洗衣机的金属外壳可靠保护接地或保护接零 二、简答题 1．为什么要采用高压输电？ 采用高压输电的原因，采用高压输电可以保证输送电功率不变的情况下，减少输送过程 中电能的损耗。 2． 你知道安全电压值？ 安全电压普通情况下为 36V，特殊潮湿的场合为 24V 或 12V。 3．在安装灯具线路时，为什么要采用“火（相）线进开关，地（零）线进灯头”的做法？ 火线带有 220V 的电压，而零线的电压为 0V， “火（相）线进开关，地（零）线进灯头” 是为了在灯熄灭的时候，电灯不带电。 4．什么是保护接零？保护接零有何作用？ 保护接零就是在电源中性点接地的三相四线制中，把电气设备的金属外壳与中线联接起 来。这时，如果电气设备的绝缘损坏而碰壳，由于中线的电阻很小，所以短路电流很大，立 即使电路中的熔丝烧断，切断电源，从而消除触电危险。 5．什么是保护接地？保护接地有何作用？ 把电气设备的金属外壳用导线和埋在地中的接地装置联接起来，叫做保护接地。电气设备 采用保护接地以后，即使外壳围绝缘不好而带电，这时工作人员碰到机壳就相当于人体和接 地电阻并联，而人体的电阻远比按地电阻大，因此流过人体的电流就很微小，保证了人身安 全。 6．在同一供电线路上能采用多种保护措施吗？为什么？ 在同一供电线路上，不允许一部分电气设备保护接地，另一部分电气设备保护接零。因 为接地设备绝缘损坏外壳带电时，若有人同事触到接地设备外壳和接零设备的外壳，人体将 承受相电压，这是非常危险的。 7．收集一个安全用电案例，并进行分析。 略30