邱关源《电路》第六版课后习题详解1-8章

  • 名称:邱关源《电路》第六版课后习
  • 分类:考研专业课  
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  • 时间:2025/11/25 21:53:20

邱关源《电路》第六版 1-8 章课后习题详解(适配速成课)

本详解专为配合 “电气考研电路原理期末速成课” 设计,严格对应邱关源《电路》第六版 1-8 章核心习题,以 “教材考点 + 速成技巧 + 解题步骤” 为核心,将习题与课程中的等效变换、电路定理、动态电路分析等方法深度绑定,帮助快速掌握习题解法、强化考点应用能力。

第一章 电路模型和电路定律(对应速成课第一讲)

核心习题类型与详解要点

  1. 电路基本物理量计算

    • 典型习题:习题 1-3(功率计算)、习题 1-5(参考方向判断)

    • 解题逻辑:先明确电压、电流参考方向(关联 / 非关联),再套用功率公式 \( P=UI \)(关联)或 \( P=-UI \)(非关联),区分 “吸收功率” 与 “发出功率”(速成课核心概念)。

    • 易错点:忽略参考方向直接计算,导致功率正负判断错误。

  1. 元件特性应用

    • 典型习题:习题 1-7(电压源与电流源特性)、习题 1-9(受控源分析)

    • 解题技巧:理想电压源输出电压恒定(与电流无关),理想电流源输出电流恒定(与电压无关);受控源需先明确控制量,再按 “先求控制量,再算受控量” 的步骤求解(对应速成课 “基本元件特性” 考点)。

第二章 电阻电路的等效变换(对应速成课第二讲)

核心习题类型与详解要点

  1. 串并联等效与 Y-Δ 变换

    • 典型习题:习题 2-4(复杂电阻串并联化简)、习题 2-9(Y-Δ 变换应用)

    • 解题步骤:

① 识别串并联结构(先合并无分支电阻);
② 遇对称结构优先用 Y-Δ 变换(公式:\( R_Y = \frac{R_Δ}{3} \),\( R_Δ = 3R_Y \),对称时适用);
③ 含受控源电路需保留控制量所在支路,避免盲目等效(速成课 “含受控源等效方法”)。
    • 例题示范:习题 2-9 中,将 Δ 形电阻网络转换为 Y 形后,总电阻化简为 \( R_{eq} = 2Ω \),计算过程跳过复杂推导,直接套用变换公式。

  1. 电源等效变换

    • 典型习题:习题 2-12(电压源与电流源等效转换)、习题 2-15(含受控源电源等效)

    • 速成技巧:电压源→电流源:\( I_S = \frac{U_S}{R_S} \),并联 \( R_S \);电流源→电压源:\( U_S = I_S R_S \),串联 \( R_S \);受控源等效规则与独立源一致,但需确保控制量不消失(对应速成课 “等效变换核心公式”)。

第三章 电阻电路的一般分析(对应速成课第三讲)

核心习题类型与详解要点

  1. 节点电压法

    • 典型习题:习题 3-5(含电压源节点电压方程)、习题 3-8(含受控源电路)

    • 解题模板(速成课核心方法):

① 选参考节点(优先选连接支路最多的节点);
② 列方程:\( \sum G_{ii}U_i = \sum I_S \)(自导为正,互导为负,流入节点电流为正);
③ 遇理想电压源:若一端为参考节点,另一端电压直接等于电源电压;若两端均为非参考节点,增设电流变量或用 “超节点” 法。
    • 例题突破:习题 3-8 中,受控电压源 \( 2U_1 \) 需先表示为 \( U_3 - U_2 = 2U_1 \),再结合节点电压方程求解,避免遗漏约束条件。

  1. 网孔电流法

    • 典型习题:习题 3-12(含电流源网孔方程)、习题 3-16(复杂网孔分析)

    • 速成技巧:遇理想电流源,若在边界网孔则网孔电流等于电流源电流;若在两网孔之间,用 “超网孔” 法(合并两网孔,不列电流源所在支路方程),效率比节点电压法高 15%(适配期末快速解题)。

第四章 电路定理(对应速成课第四讲)

核心习题类型与详解要点

  1. 叠加定理

    • 典型习题:习题 4-3(多电源电路叠加计算)、习题 4-6(含受控源叠加应用)

    • 解题规则:独立源分别作用(其余电压源短路,电流源开路),受控源保留原位,最后叠加各响应;受控源不单独作用(速成课 “叠加定理适用条件”)。

    • 易错点:叠加时忽略电压 / 电流的方向,导致代数和计算错误。

  1. 戴维南定理与最大功率传输

    • 典型习题:习题 4-10(戴维南等效电路求解)、习题 4-15(最大功率传输计算)

    • 解题步骤(速成课 “题型模板”):

① 求开路电压 \( U_{oc} \)(断开待求支路,用节点电压法或叠加定理计算);
② 求等效电阻 \( R_{eq} \)(独立源置零,含受控源用 “外加电源法” 或 “短路电流法”);
③ 最大功率条件:\( R_L = R_{eq} \),最大功率 \( P_{max} = \frac{U_{oc}^2}{4R_{eq}} \)。
    • 例题示范:习题 4-10 中,戴维南等效电压 \( U_{oc}=6V \),等效电阻 \( R_{eq}=3Ω \),直接套用公式快速得出结果。

第五章 运算放大器电路(对应速成课第五讲)

核心习题类型与详解要点

  1. 基本运算电路分析

    • 典型习题:习题 5-2(反相比例运算)、习题 5-5(加法运算电路)

    • 解题核心:利用 “虚短”(\( U_+ = U_- \))和 “虚断”(\( I_+ = I_- = 0 \))特性,列节点电流方程求解输出电压(速成课 “理想运放特性”)。

    • 公式直接套用:

反相比例:\( U_o = -\frac{R_f}{R_1}U_i \);
同相比例:\( U_o = (1+\frac{R_f}{R_1})U_i \);
加法运算:\( U_o = -(\frac{R_f}{R_1}U_{i1} + \frac{R_f}{R_2}U_{i2}) \)。
  1. 含运放的复杂电路

    • 典型习题:习题 5-8(多级运放电路)

    • 速成技巧:从输入端到输出端逐级分析,每级均套用 “虚短 + 虚断” 特性,避免跨级复杂推导(适配期末快速解题)。

第六章 储能元件(对应速成课第六讲)

核心习题类型与详解要点

  1. 电容、电感伏安特性应用

    • 典型习题:习题 6-3(电容电流计算)、习题 6-7(电感电压计算)

    • 解题公式:

电容:\( i_C = C\frac{du_C}{dt} \)(电流与电压变化率成正比);
电感:\( u_L = L\frac{di_L}{dt} \)(电压与电流变化率成正比);
    • 关键提醒:储能元件在直流稳态时,电容相当于开路(\( i_C=0 \)),电感相当于短路(\( u_L=0 \))(速成课 “储能元件核心特性”)。

  1. 储能计算

    • 典型习题:习题 6-10(电容与电感储能)

    • 公式直接用:\( W_C = \frac{1}{2}Cu_C^2 \),\( W_L = \frac{1}{2}Li_L^2 \),无需推导,代入参数即可(高频填空考点)。

第七章 一阶电路和二阶电路的时域分析(对应速成课第七讲)

核心习题类型与详解要点

  1. 一阶电路三要素法

    • 典型习题:习题 7-5(RC 电路零输入响应)、习题 7-12(RL 电路全响应)

    • 解题模板(速成课核心技巧):

① 求初始值 \( f(0_+) \)(换路定则:\( u_C(0_+)=u_C(0_-) \),\( i_L(0_+)=i_L(0_-) \));
② 求稳态值 \( f(∞) \)(直流稳态下电容开路、电感短路);
③ 求时间常数 \( Ï„ \)(RC 电路:\( Ï„=RC \);RL 电路:\( Ï„=L/R \),R 为换路后从储能元件看进去的等效电阻);
④ 代入公式:\( f(t) = f(∞) + [f(0_+) - f(∞)]e^{-t/Ï„} \)。
    • 例题突破:习题 7-12 中,RL 电路换路后,初始电流 \( i_L(0_+)=2A \),稳态电流 \( i_L(∞)=1A \),\( Ï„=0.5s \),直接套用公式得 \( i_L(t)=1+e^{-2t} A \)。

  1. 二阶电路响应分析

    • 典型习题:习题 7-20(RLC 串联电路零输入响应)

    • 速成策略:先计算特征根 \( p_{1,2} = -\alpha \pm \sqrt{\alpha^2 - ω_0^2} \),判断响应类型(欠阻尼:\( α < ω_0 \);过阻尼:\( α > ω_0 \);临界阻尼:\( α = ω_0 \)),再套用对应公式(跳过微分方程求解,适配考研快速答题)。

第八章 相量法(对应速成课第八讲)

核心习题类型与详解要点

  1. 正弦量的相量表示

    • 典型习题:习题 8-3(正弦量转相量)、习题 8-6(相量转正弦量)

    • 解题技巧:正弦量 \( u = U_m\sin(ωt+φ) \) 对应相量 \( \dot{U} = U∠φ \)(\( U = U_m/\sqrt{2} \)),相量图中按角度绘制矢量,直观分析相位关系(速成课 “相量表示核心”)。

  1. 阻抗与导纳计算

    • 典型习题:习题 8-9(RLC 串联阻抗)、习题 8-12(并联导纳)

    • 公式速记:

电阻:\( Z_R = R \);电感:\( Z_L = jωL \);电容:\( Z_C = -j1/(ωC) \);
串联阻抗:\( Z = Z_1 + Z_2 + ... \);并联导纳:\( Y = Y_1 + Y_2 + ... \)(\( Y=1/Z \))。
    • 易错点:混淆感抗与容抗的符号(电感为正,电容为负)。

习题详解使用建议(适配速成课节奏)

  1. 优先级排序:优先做第三章(节点电压法)、第四章(戴维南定理)、第七章(三要素法)习题,这三类题型占期末 / 考研基础计算题的 60% 以上(对应速成课 “基础→核心” 优先级)。

  1. 技巧融合:每道习题先标注对应速成课考点(如 “三要素法”“虚短虚断”),再用课程中的简化方法解题,避免陷入教材复杂推导。

  1. 错题复盘:针对错题标注易错点(如参考方向、换路定则),结合速成课 “速成技巧” 总结规避方法(如 “先判方向再算功率”“换路先求初始值”)。