电工基础经典习题册及部分章节答案

电工基础经典习题集 第一章 §1—1 电路基础知识 电流和电压 一、填空题 1.电流流通的路径称为电路,通常电路是由电源、导线、负载和开关组成。

2.习惯上规定正电荷移动的方向为电流的方向,因此,电流的方向实际上与电 子移动的方向相反。

3.金属导体中自由电子的定向移动方向与电流方向相反。

4.电流分直流和交流两大类,凡电流的大小和方向都随时间的变化而变化的电 流称为交流电流,简称交流;凡大小和方向恒定不变的电流称为直流电流,简称 直流。

5.若 3 min 通过导体横截面的电荷量是 1.8 C,则导体中的电流是 0.01A。

6.测量电流时,应将电流表串联接在电路中,使被测电流从电流表的正(+)接 线柱流进,从负(-)接线柱流出;每个电流表都有一定的测量范围,称为电流 表的量程。

7.电压是衡量电场力做功能力的物理量;电动势表示电源将正电荷从电源负极 经电源内部移到正极的能力。

8.电路中某点与参考点的电压即为该点的电位,若电路中 a、b 两点的电位分别 为 Ua、Ub,则 a、b 两点间的电压 Uab=Ua-Ub;U ba= Ub- Ua。

9.参考点的电位为 0,高于参考点的电位取正值,低于参考点的电位取负值。

10.电动势的方向规定为在电源内部由负极指向正极。

11.测量电压时,应将电压表和被测电路并联,使电压表接线柱的正负和被测两 点的电位一致。

12.如图 1—1 所示,电压表的 a 应接电阻的 C 端,b 应接电阻的 d 端。

电流表 的 a 应接电阻的 c 端。

图1

c + a I R1 1kΩ d _ V b I c a A R2 1kΩ d + b 二、判断题 1.导体中的电流由电子流形成,故电子流动的方向就是电流的方向。

2.电源电动势的大小由电源本身性质所决定,与外电路无关。

3.电压和电位都随参考点的变化而变化。

4.我们规定自负极通过电源内部指向正极的方向为电动势的方向。

(×) (√) (×) (√) 三、问答题 1.电路主要由哪些部分组成?它们的主要功能是什么? 答:电路主要由电源、负载、导线和开关组成。

电源是提供电能的装置;负载是 实现电路功能的装置。

导线是在电路中起连接作用。

开关是控制装置。

2.简述电压、电位、电动势的区别。

电源内部电荷移动和电源外部电荷移动的 原因是否一样? 答:电压反映的是电场力在两点之间做功的多少,与参考点的位置无关。

电位反 映的是某点与参考点的电压, 与参考点的位置有关。

电动势反映的是其他形式的 能转换为电能的能力。

电源内部电荷移动和电源外部电荷移动的原因不一样。

3.什么是电流?电路中存在持续电流的条件是什么? 答:电流是电荷定向移动形成的。

电路中存在持续电流的条件是:电源电动势不 为〇,且电路闭合。

4.用电流表测量电流时,有哪些注意事项? 答: (1)对交、直流电流应分别使用交流电流表和直流电流表测量。

(2)电流表必须串接到被测量的电路中。

(3)电流必须从电流表的正端流入负端流出。

(4)选择合适的量程。

图2

四、计算题 1.在 5 min 内,通过导体横截面的电荷量为 3.6 C,则电流是多少安?合多少毫 安? 解: I=Q/t=3.6/(5×60)=0.012(A)=12mA 答:电流是 0.012 安,合 12 毫安。

2.在图 1--2 中,当选 c 点为参考点时,已知:Ua=-6 V, a e Ub=-3 V,Ud=-2 V,Ue=-4 V。

求 Uab、Ucd 各是多少?若选 d 点为参考点,则各点电位各是多少? b d 解:∵选 c 点为参考点时 Uc=0V Uab= Ua- Ub=(-6)-(-3)=-3V Ucd= Uc – Ud =0-(-2)=2V c Ubd= Ub – Ud =(-3)-(-2)=-1V Ued= Ue – Ud =(-4)-(-2)=-2V 图1-2 选 d 点为参考点 Ud=0 运用电压不随参考点变化的特点 ∵Ucd= Uc – Ud = Uc –0=2V ∴Uc=2V ∵Ubd= Ub – Ud = Ub –0=-1V ∴Ub=-1V ∵Ued= Ue – Ud = Ue –0=-2V ∴Ue=-2V ∵Uab= Ua – Ub = Ua –(-1)=-3V ∴Ua=-4V 答: Uab=-3V, Ucd=2V 当选 d 点为参考点时 Ua=-4V,Ub=-1V, Uc=2V, Ud=0, Ue=-2V。

§1—2 电 阻 一、填空题 1.根据导电能力的强弱,物质一般可分为导体、半导体和绝缘体。

2.导体对电流的阻碍作用称为电阻。

3.均匀导体的电阻与导体的长度成正比,与导体的横截面积成反比,与材料性 质有关,而且还与环境温度有关。

4.电阻率的大小反映了物质的导电能力,电阻率小说明物质导电能力强,电阻 率大说明物质导电能力弱。

5.电阻率的倒数称为电导,它表示电流通过的难易程度,其数值越大,表示电 流越容易通过。

6.一般来说,金属的电阻率随温度的升高而增大,硅等纯净半导体和绝缘体的 电阻率则随温度的升高而减小。

二、选择题 1.一根导体的电阻为 R,若将其从中间对折合并成一根新导线,其阻值为( C )。

A.R/2 B.R

图3

C.R/4 D.R/8 2.甲乙两导体由同种材料做成,长度之比为 3:5,直径之比为 2:1,则它们的 电阻之比为( B )。

A .12:5 B.3:20 C.7:6 D.20:3 3.制造标准电阻器的材料一定是( D )。

A.高电阻率材料 B.低电阻率材料 C.高温度系数材料 D.低温度系数材料 4.导体的电阻是导体本身的一种性质,以下说法错误的是(C)。

A.和导体截面积有关 B.和导体长度有关 C.和环境温度无关 D.和材料性质有关 5.用万用表测量电阻的刻度,下列说法正确的是(C)。

A.刻度是线性的 B.指针偏转到最右端时,电阻为无穷大 C.指针偏转到最左端时,电阻为无穷大 D 指针偏转到中间时,电阻为无 穷大 6.关于万用表的使用方法,下列说法错误的是( A )。

A.在测量过程中,应根据测量量的大小拨动转换开关,为了便于观察,不 应分断电源 B.测量结束后,转换开关应拨到交流最大电压挡或空挡 C.测量电阻时,每换一次量程都应调一次零 三、问答题 1.根据物质导电能力的强弱,可分为哪几类?它们各有什么特点? 答:根据物质导电能力的强弱可分为导体、半导体和绝缘体三类。

它们的特 点是导体电阻率小,容易导电。

半导体导电能力介于导体和绝缘体之间。

绝缘体 的电阻率大,不容易导电。

2.在温度一定的情况下,导体电阻的大小由哪些因素决定?写出导体电阻大 小的表达式。

答:在温度一定的情况下,导体电阻的大小由导体的材料、长度和横截面积 l 决定,其表达式为:R=ρS 3.用万用表测电阻时,应注意哪几点? 答: (1)准备测量电路中的电阻时应先切断电源,且不可带电测量。

(2)首先估计被测电阻的大小,选择适当的倍率挡,然后调零,即将两表 笔相触,旋动调零电位器,使指针指在零位。

(3)测量时双手不可碰到电阻引脚及表笔金属部分,以免接入人体电阻, 引起测量误差。

(4)测量电路中某一电阻时,应将电阻的一端断开。

四、计算题 一根铜导线长 l=2 000 m,截面积 S=2 mm2,导线的电阻是多少?(铜的电阻

图4

率 ρ=1.75×108 Ω ·m)若将它截成等长的两段,每段的电阻是多少?若将它拉长 为原来的 2 倍,电阻又将是多少? l 2000 解:∵R=ρS ∴R=1.75×10-8× =17.5Ω 2×10-6 17.5 若将它截成等长的两段,每段的电阻是 R、= 2 =8.75Ω 若将它拉长为原来的 2 倍,电阻 R``=17.5×4=70Ω 答:导线的电阻是 17.5Ω ,若将它截成等长的两段,每段的电阻是 8.75Ω , 若将它拉长为原来的 2 倍,电阻又将是 70Ω 。

§1--3 欧姆定律 一、填空 1.导体中的电流与这段导体两端的电压成正比,与导体的电阻成反比。

2.闭合电路中的电流与电源的电动势成正比,与电路的总电阻成反比。

3.全电路欧姆定律又可表述为:电源电动势等于内电压与外电压之和。

4.电源端电压随负载电流变化的关系称为电源的外特性。

5.电路通常有通路、开路(断路)和短路三种状态。

6.两个电阻的伏安特性如图 1-3 所示,则 Ra 比 Rb 大(大小),Ra=10Ω ,Rb=5Ω 。

7.如图 1-4 所示,在 U=0.5 V 处,R1=R2(>、=、<),其中 R1 是非线性电阻, R2 是线性电阻。

8.已知电炉丝的电阻是 44 Q,通过的电流是 5 A,则电炉所加的电压是 220V。

9.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, 端电压 U=4V。

10. 一个电池和一个电阻组成了最简单的闭合回路。

当负载电阻的阻值增加到原 来的 3 倍时,电流变为原来的一半,则原来内、外电阻的阻值比为 1:1。

11.通常把通过小电流的负载称为小负载,把通过大电流的负载称为大负载。

图5

二、判断题 1.导体的长度和截面都增大 1 倍,则其电阻值也增大 1 倍。

( × ) 2.电阻两端电压为 10 V 时,电阻值为 10Ω;当电压升至 20 V,电阻值将变为 20Ω。

( × ) 3.导体的电阻永远不变。

( × ) 4.当电源的内阻为零时,电源电动势的大小就等于电源端电压。

( √ ) 5.当电路开路时,电源电动势的大小为零。

( × ) 6.在通路状态下,负载电阻变大,端电压就变大。

( √ ) 7.在短路状态下,端电压等于零。

( √ ) 8.在电源电压一定的情况下,电阻大的负载是大负载。

( × ) 9.负载电阻越大,在电路中所获得的功率就越大。

( × ) 三、选择题 1.用电压表测得电路端电压为零,这说明( B )。

A.外电路断路 B.外电路短路 C.外电路上电流比较小 D.电源内电阻为零 2.电源电动势是 2 V,内电阻是 0.1Ω,当外电路断路时,电路中的电流和端电 压分别是( A )。

A.O、2 V B.20 A、2 V C.20 A、O D.0、0 3.上题中当外电路短路时,电路中的电流和端电压分别是( B )。

A.20 A、2 V B.20 A、O C.0、2 V D.0、0 四、计算题 1.有一灯泡接在 220 V 的直流电源上,此时电灯的电阻为 484Ω,求通过灯 泡的电流。

U 220 解:I= R =484 =0.45(A) 答:通过灯泡的电流为 0.45A。

2.某太阳能电池板不接负载时的电压是 600μ V,短路电流是 30μ A,求这 块电池板的内阻。

600×10-6 E 600×10-6 解:短路电流 I= r = =30 × 10-6 r= =20Ω r 30×10-6 答:这块电池板的内阻为 20Ω。

3.已知某电池的电动势为 1.65 V,在电池的两端接有一个阻值为 5Ω 的电 阻,测得电路中的电流为 300 mA,求电池的端电压和内阻。

图6

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