图1.02 习题1.2.2的示意图
【解】（1）在汽车A，电压与电流方向一致，故P=UI=12*30=360W>0，A消耗电能将之转化为化学能储存起来，可知汽车A没电了。
（2）W=PT=360*60=21600J，1分钟共有21600焦耳的电能被传输到没电的电池里。
1.2.3 在图1.03中，六个电路元件a～f的电流和电压参考方向如图所示，数值见表1.01，判断电路中哪几个元件产生电能，计算产生电能的总功率。
UaaIaUddUccIdIffUfUbbIbIcUeeIe
图1.03习题1.2.3的电路图 表1.01 习题1.2.3的电压电流数据 元件 a b c d e f 电压/V -18 -18 2 20 16 36 电流/A -51 45 -6 -20 -14 31 【解】元件a，电流与电压参考方向不一致，Pa=-UaIa=-(-18)*(-51)=-918W<0，a产生电能。 元件b，电流与电压参考方向一致，Pb=UbIb=(-18)*(45)=-810W<0，b产生电能。 元件c，电流与电压参考方向一致，Pc=UcIc=2*(-6)=-12W<0，c产生电能。
元件d，电流与电压参考方向不一致，Pd=-UdId=-20*(-20)=400W>0，d消耗电能。 元件e，电流与电压参考方向不一致，Pe=-UeIe=-16*(-14)=224W>0，e消耗电能。 元件f，电流与电压参考方向一致，Pf=UfIf=36*31=1116W>0，f消耗电能。 故元件a、b、c产生电能，总功率P= Pa+Pb+Pc=-918-810-12=-1740W。
1.3.1在图1.04所示电路中，请根据欧姆定律分析：
（1）如果US=1kV，I=5mA，求电阻RL及其消耗的功率；
（2）如果RL=300Ω，RL消耗的功率为480mW，求电流I和US。
IUSRL
图1.04 习题1.3.1的电路图
【解】电阻上电压与电流方向一致，故US=IRL。
（1）RL=US/I=1000/0.005=200kΩ，P=USI=1000*0.005=5W；
（2）由电阻上的功率计算式P=IR，I?2
P480?10?3??4mA。 RL300US=IR=0.016*300=4.8V
1.3.2在图1.05所示电路中，请根据欧姆定律分析：
（1）如果IS=0.5A，RL=20Ω，求电压U和电源产生的功率PS； （2）如果RL=5kΩ，RL消耗的功率为8W，求IS和U。
ISURL
图1.05 习题1.3.2的电路图
【解】电阻上电压与电流方向不一致，故U=-ISRL。
（1）U=-ISRL=-0.5*20=-10V，电源上电压与电流方向一致，故PS=UIS=(-10)*0.5=-5W； （2）由电阻上的功率计算式P=I2R，IS?P8??40mA。 3RL5?10U=-ISRL=-0.04*5000=-200V。
1.3.3在图1.06所示的电路中，求U，I，根据功率平衡分析电压源和电流源产生还是吸收电能。
I10V1A5Ω1A10V5ΩUI
U(a)(b)
图1.06 习题1.3.3的电路图
【解】（a）电阻上电流与电流源相同，故I=1A，方向与U一致，由欧姆定律
U?IR?1?5?5V；
10V电压源上电流与电流方向一致，故P=UI=10*1=10W>0，故吸收电能。 由于电阻是消耗电能的，故根据功率平衡，1A电流源产生电能。 （b）电阻上电压与电压源相同，故U=10V，方向与I一致，由欧姆定律I?U10??2A。 R51A电流源上电流与电压方向不一致，故P1A=-UI=-10*1=-10W<0，故产生电能。 电阻上消耗的电能P=I2R=22*5=20W，根据功率平衡P10V=-10W，故产生电能。
1.4.1一个4W，100Ω的电阻允许通过的电流不应超过多少？ 【解】由P=I2R，可知IN?PN4??0.2A，故允许通过的电流不应超过0.2A。 R100
1.4.2要将6V 50mA的灯泡接在12V的直流电源上，在图1.07所示的两个电路中，哪个连接电路灯泡能够正常发光？请分析其原因。
120Ω120Ω12V12V120Ω(a)(b)
图1.07 习题1.4.2的电路图
【解】由U=IR，可知灯泡的电阻R=UN/IN=6/0.05=120Ω。
图（a）中，120Ω与灯泡120Ω串联，总电阻为120+120=240Ω，电流为12/240=0.05A，灯泡上的电压为120*12/240=6V，电流电压均符合额定值，因此灯泡能正常发光。
图（b）中，下方的120Ω与灯泡120Ω并联后，电阻为120*120/(120+120)=60Ω,再与上方120Ω的电阻串联，总电阻为120+60=180Ω，灯泡上的电压为60*12/180=4V，不符合额定电压，因此灯泡不能正常发光。
1.4.3求图1.08所示电路A点的电位。
图1.08 习题1.4.2的电路图
【解】4Ω电阻上无电流，1Ω电阻上电流为3/(1+2)=1A，故VA=6+1*1=7V。
1.4.4 在图1. 09所示电路中，求开关S断开和闭合时A点的电位VA。
+10V5ΩA5ΩS
图1.09 习题1.9的电路图
【解】S断开时，两个5Ω的电阻串联，根据串联分压，可知VA=5*10/(5+5)=5V。 S闭合时，下方的5Ω的电阻被短路，A点直接接地，故VA=0V。
1.5.1 在图1.10所示电路中，根据欧姆定律和基尔霍夫定律，求I1 ,U2，计算电压源和电流源的功率并判断其产生电能还是吸收电能。
2AI14V2Ω3ΩU2
图1.10 习题1.5.1的电路图
【解】由欧姆定律U=IR，I1=4/2=2A，U2=2*3=6V。
由KCL，4V电压源的电流为2+2=4A，方向与电压不一致，故P4V=-UI=-4*4=-16W<0，产生电能。
由KVL，2A电流源的电压为6-4=2V，方向与电流不一致，故P2A=-UI=-2*2=-4W<0，产生电能。
1.5.2 在图1.11所示电路中，根据欧姆定律和基尔霍夫定律，求I1,I2，计算各元件的功率并判断电路产生和消耗的功率是否平衡。
8V5V8ΩI14VI23Ω
图1.11 习题1.5.2的电路图
【解】由KVL，8Ω电阻的电压为8+4=12V，方向与I1不一致，故U=-IR，故I1=-U/R=-12/8=-1.5A。
由KVL，3Ω电阻的电压为5-4=1V，方向与I2一致，故U=IR，故I2=U/R=1/3A。
22
电阻消耗的功率P=I2R，8Ω电阻的功率P8Ω=1.5*8=18W，3Ω电阻的功率P3Ω=(1/3)*3=1/3W。 8V电压源，电流与电压方向一致，P8V=UI=8*(-1.5)=-12W<0，产生电能。 5V电压源，电流与电压方向不一致，P5V=-UI=-5*(1/3)=-5/3W<0，产生电能。
4V电压源，由KCL知电流为-1.5+1/3=-7/6A，方向与电压方向一致，P4V=UI=4*(-7/6)=-14/3W<0，产生电能。
总功率为P3Ω+P8Ω+ P8V + P5V + P4V =18+1/3-12-5/3-14/3=0，功率平衡。
1.6.1 在图1.12所示电路中，计算各电路中理想电源之外的总电阻及其消耗的功率。
6Ω10V12Ω9Ω4kΩ4Ω7Ω3mA3kΩ5kΩ10kΩ7kΩ（a）10Ω18Ω5V（b）250Ω22Ω600Ω200Ω0.2A300Ω150Ω40Ω60Ω80Ω（c）（d）
图1.12 习题1.6.1的电路图
【解】（a）9Ω和7Ω的电阻串联9+7=16Ω，再与4Ω并联16*4/(16+4)=3.2Ω，再与6Ω和
22
12Ω串联6+12+3.2=21.2Ω。故总电阻21.2Ω，P=U/R=10/21.2=4.7W。
（b）3kΩ和5kΩ和7Ω的电阻串联3+5+7=15kΩ，再与10kΩ并联15*10/(15+10)=6kΩ，
2-323
再与4kΩ串联6+4=10kΩ。故总电阻10kΩ，P=IR=(3*10)*10*10=30mW。
（c）10Ω和40Ω的电阻并联10*40/(10+40)=8Ω，再与22Ω串联8+22=30Ω，再与60Ω并联60*30/(60+30)=20Ω，再与80Ω并联80*20/(80+20)=16Ω，再与18Ω串联16+18=34Ω。
22
故总电阻34Ω，P=U/R=5/34=0.7W。 （d）600Ω与300Ω并联600*300/(600+300)=200Ω，再与200Ω并联200*200/(200+200)=100Ω，250Ω和150Ω的电阻串联250+150=400Ω，两者并联100*400/(100+400)=80Ω。故总
22
电阻80Ω，P=IR=(0.2)*80=3.2W。
1.6.2 在图1.13所示电路中，用电源等效变换的方法求U。
1.6Ω20Ω60V36A120V6Ω8ΩU
5Ω图1.13 习题1.6.2的电路图
【解】利用电源等效变换，先将左边两个电压源等效为电流源，如下图
1.6Ω6A12A36A20Ω5Ω6Ω8ΩU
三个电流源合并为一个电流源，如下图