大学物理作业--恒定电流解答

第七章稳恒磁场恒定电流1．室温下，铜导线内自由电子数密度为n=8.5×1028个/m3,导线中电流密度的大小j=2×106A/m2，则电子定向漂移速率为：(A)1.5×10-4m/s．(B)1.5×10-2m/s．(C)5.4×102m/s．(D)1.1×105m/s．一、选择题28196dd105.810602.1102enjenjvv第七章稳恒磁场恒定电流!2．在一个长直圆柱形导体外面套一个与它共轴的导体长圆筒，两导体的电导率可以认为是无限大．在圆柱与圆筒之间充满电导率为g的均匀导电物质，当在圆柱与圆筒间加上一定电压时，在长度为l的一段导体上总的径向电流为I，如图所示．则在柱与筒之间与轴线的距离为r的点的电场强度为：(A)(B)(C)(D)图1-222rIlg2Irlg22Ilrg2IrlgrlISIjEEjgggg2第七章稳恒磁场恒定电流3．已知直径为0.02m、长为0.1m的圆柱形导线中通有稳恒电流，在60秒钟内导线放出的热量为100J．已知导线的电导率为6×107W-1·m-1，则导线中的电场强度为：(A)2.78×10-13V·m-1．(B)10-13V·m-1．(C)2.97×10-2V·m-1．(D)3.18V·m-1．SltEtSlEStSljSRtIQgggg2222601.0202.010610027gSltQE第七章稳恒磁场恒定电流4．在图示的电路中，两电源的电动势分别为E1、E2，内阻分别为r1、r2．三个负载电阻阻值分别为R1、R2、R，电流分别为I1、I2、I3，方向如图．则A到Ｂ的电势增量UB-UA为：R2RABR1I1I2I312图1-4(A)E2–E1-I1R1+I2R2–I3R(D)E2–E1-I1(R1-r1)+I2(R2–r2)(C)E2–E1-I1(R1+r1)+I2(R2+r2)(B)E2–E1-I1(R1+r1)+I2(R2+r2)–I3R第七章稳恒磁场恒定电流5．在图示电路中，电源的电动势分别为e1、e2和e3，内阻分别是r1、r2和r3，外电阻分别为R1、R2和R3，电流分别为I1、I2和I3，方向如图．下列各式中正确的是e1,r1e2,r2e3,r3R1R2R3I1I2I3图1-5(D)e2-e3+I2(R2-r2)+I3(R3-r3)=0(C)e2–e1+I1(R1+r1)–I2(R2+r2)=0(A)e3–e1+I1(R1+r1)–I3(R3+r3)=0(B)I1+I2+I3=0I1-I2+I3=0e2–e1+I1(R1+r1)+I2(R2+r2)=0e2-e3+I2(R2+r2)+I3(R3+r3)=0第七章稳恒磁场恒定电流二、填空题1．用一根铝线代替一根铜线接在电路中，若铝线和铜线的长度、电阻都相等．那么当电路与电源接通时铜线和铝线中电流密度之比j1:j2=_______________．（r铜=1.67×10-6W·cm，r铝=2.66×10-6W·cm）1221::rrrrjjLURSUjSLRjSRUI2.66:1.67=1.59:1第七章稳恒磁场恒定电流2.有一根电阻率为r，截面直径为d、长度为L的导线,若将电压U加在该导线的两端，则单位时间内流过导线横截面的自由电子数为______________；若导线中自由电子数密度为n，则电子平均漂移速率为___________．dnejLURSUjLeUddtdNdtdNedtdqLUdLUSISLRjSRUIrrrrr4422neLUdr第七章稳恒磁场恒定电流ne电场方向3.金属中传导电流是由于自由电子沿着与电场E相反方向的定向漂移而形成．设电子的电荷为e，其平均漂移速率为，导体中单位体积内的自由电子数为n，则电流密度的大小j=_______，j的方向沿__________．4．有一导线，直径为0.02m，导线中自由电子数密度为8.9×1021m-3，电子的漂移速率为1.5×10-4m/s，则导线中的电流强度为____________________．42dnejSI67.2mA第七章稳恒磁场恒定电流5．如图：电源A的电动势EA=24V、内阻rA=2W，电源B的电动势EB=12V、内阻rB=1W．电阻R=3W，则a、b之间的电势差Uab=______________．A20RrrEEIEERrrIBABAABBAdcRabBArBrA图2-5IV20BBabERrIU20V第七章稳恒磁场恒定电流三、计算题解:0J图3-11.如图，在一由电动势恒定的直流电源供电的载流导线表面某处带有正电荷，已知其电荷面密度为0，在该处导线表面内侧的电流密度为j，其方向沿导线表面切线方向．导线的电导率为g，求在该处导线外侧的电场强度E．ggjEEjinin导线内侧电场为nE000e导线外侧由表面电荷产生的电场为导线外侧电场njEEEin000eg第七章稳恒磁场恒定电流2．在图示电路中，两电源的电动势分别为E1=9V和E2=7V内阻分别为r1=3W和r2=1W，电阻R=8W，求电阻R两端的电位差．解:00032223111312RIrIERIrIEIIIR1，r12，r2图3-203113232IrERIrRIEV743.2212121123rrRrRrRrERrERI1I1I2I3223221131rRIEIrERII第七章稳恒磁场恒定电流3．一电路如图．当开关K接通后，求t时刻电容器上的电荷量度q．解:RRCRK图3-31I1I2I320002123321ccURIRIEURIRIIII2123IRUEIRUIIcccUERI232tqdtRCqCEdq00322dtdqICqUc2,CqEdtdqR23RCteCEq3212第七章稳恒磁场恒定电流四．证明题1．如图，两个直流电源并联给负载电阻RL供电，其中R1和R2分别为电源的内电阻．试证明：电源对负载电阻供电的等效电动势E′=(R2E1+R1E2)/(R1+R2)，等效内电阻R′=(R1R2)/(R1+R2)．解:RLILI1abR1R2I212图4-100022211121RIRIERIRIEIIILLLLL222111RRIEIRRIEILLLL122211RRIERRIEILLLLL2112212121RRRERERRRRRILL