【答案解析】解:利用题中的已知条件分析,求解本题需要采取以下几个步骤:
(1)根据替代定理用独立电流源i
1
替代R
1
支路,如图(a)所示。当R
1
变化时,i
1
也变化;R
i
开路(R
1
=∞),相当于i
1
=0。
(2)利用线性性质——齐次定理和叠加定理,从图(b)所示的电路看,这时电路有u
S
和i
1
两个独立电压源,因此可设i
R
=au
S
+bi
1
。
分别将题中的前两个已知条件代入上式中,得出:
解方程组得:
由

可知,只要求出u
S
=6V,R
1
=3Ω时的i
1
的值,就能求出i
R
的值。
(3)利用戴维南定理和诺顿定理求出当u
S
=6V,R
1
=3Ω时的电路i
1
的值。在图(a)中,将R
1
支路看做待求支路,将除此之外的部分当做一个有源一端口电路。
1)计算出当u
S
=6V时的短路电流i
SC
的值。在图(a)中,把R
1
短路,即R
1
=0,此时i
1
=i
SC
。在u
S
单独作用时,根据齐次定理可得:
i
1
=i
SC
=cu
S
把第一个已知条件代入i
1
=i
SC
=cu
S
式中,即当u
S
=12V,R
1
短路(R
1
=0),i
1
=i
SC
=5A时,可得出:
故当u
S
=6V,R
1
短路(R
1
=0),则有:
2)计算出当u
S
=6V时开路电压u
OC
的值。在图(a)中,把R
1
开路,即R
1
=∞,此时u
1
=u
OC
。在u
S
单独作用时,根据齐次定理可得:
u
1
=u
OC
=du
S
把第二个已知条件代入u
1
=u
OC
=du
S
式中,即当u
S
=18V,R
1
开路,u
1
=u
OC
=15V时,可得出:
故当u
S
=6V,R
1
开路(R
1
=∞)时,则有:
依据开路和短路法,得戴维南等效电阻为:
R
0
=u
OC
/i
SC
=5/2.5=2Ω
3)计算出当u
S
=6V,R
1
=3Ω时的电路i
1
的值。根据上述的分析和解答,可以画出戴维南等效电路,如图(c)所示。由R
1
=3Ω可得:
由于在前面已经得出:

。因此,u
S
=6V和上式求得的电路i
1
的值直接代入关系式

中,即可得到当u
S
=6V,R
1
=3Ω时的电路i
R
的值为:
