【电工学简明教程第二章课后答案】在学习《电工学简明教程》的过程中,第二章通常涉及电路的基本概念与分析方法,包括电压、电流、电阻、欧姆定律、基尔霍夫定律等内容。掌握这些基础知识对于后续的学习至关重要。为了帮助同学们更好地理解本章内容并完成课后习题,以下是一些典型问题的解答思路和参考答案。
一、基本概念题
1. 什么是电流?其单位是什么?
答:电流是电荷在导体中定向移动形成的。单位是安培(A)。
2. 电压的定义是什么?如何测量?
答:电压是电场力对单位电荷所做的功,表示两点之间的电势差。通常用伏特(V)作为单位,可用万用表进行测量。
二、应用计算题
3. 一个电阻为10Ω的电器接在12V的电源上,求通过它的电流是多少?
答:根据欧姆定律 $ I = \frac{U}{R} $,代入数据得:
$$
I = \frac{12}{10} = 1.2\, \text{A}
$$
4. 若三个电阻 $ R_1 = 2\Omega $、$ R_2 = 4\Omega $、$ R_3 = 6\Omega $ 串联,总电压为12V,求各电阻上的电压及总电流。
答:串联电路中总电阻为:
$$
R_{\text{总}} = 2 + 4 + 6 = 12\,\Omega
$$
总电流为:
$$
I = \frac{12}{12} = 1\, \text{A}
$$
各电阻电压分别为:
- $ U_1 = I \times R_1 = 1 \times 2 = 2\, \text{V} $
- $ U_2 = I \times R_2 = 1 \times 4 = 4\, \text{V} $
- $ U_3 = I \times R_3 = 1 \times 6 = 6\, \text{V} $
三、电路分析题
5. 根据基尔霍夫电流定律(KCL),说明节点处的电流关系。
答:基尔霍夫电流定律指出,在任意时刻,流入某一节点的电流之和等于流出该节点的电流之和。即:
$$
\sum I_{\text{入}} = \sum I_{\text{出}}
$$
6. 请画出一个简单并联电路图,并解释各支路电流的关系。
答:在并联电路中,各支路两端电压相等,总电流等于各支路电流之和。例如,两个电阻 $ R_1 $ 和 $ R_2 $ 并联,总电流 $ I = I_1 + I_2 $,其中 $ I_1 = \frac{U}{R_1} $,$ I_2 = \frac{U}{R_2} $。
四、综合题
7. 一个电路由两个电阻 $ R_1 = 4\Omega $、$ R_2 = 6\Omega $ 串联后,再与一个 $ R_3 = 3\Omega $ 的电阻并联,总电压为12V,求总电流和各支路电流。
答:首先计算串联部分的等效电阻:
$$
R_{12} = 4 + 6 = 10\,\Omega
$$
然后计算整个并联电路的等效电阻:
$$
R_{\text{总}} = \frac{10 \times 3}{10 + 3} = \frac{30}{13} \approx 2.31\,\Omega
$$
总电流为:
$$
I_{\text{总}} = \frac{12}{2.31} \approx 5.19\, \text{A}
$$
通过 $ R_3 $ 的电流为:
$$
I_3 = \frac{12}{3} = 4\, \text{A}
$$
通过 $ R_{12} $ 的电流为:
$$
I_{12} = 5.19 - 4 = 1.19\, \text{A}
$$
五、总结
第二章的内容是电工学的基础,理解好电流、电压、电阻以及基尔霍夫定律是进一步学习复杂电路分析的关键。通过多做练习题、动手绘制电路图、结合实际案例进行分析,可以有效提升对知识的掌握程度。
如需更多习题解析或具体章节的详细讲解,欢迎继续提问!