普通物理学第五版普通物理学第五版10恒定电流课后习题答案ppt课件 (2).ppt

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1、恒定电流习题14-114-214-314-414-514-614-714-814-9习题总目录结束110-1有一灵敏电流计可以测量小到10-10A的电流，当铜导线中通有这样小的电流时，每秒内有多少个自由电子通过导线的任一截面?如导线的截面积是1cm2，自由电子的密度是8.5×1028m-3，自由电子沿导线漂移1cm需要多少时间?目录结束2解：Ne=I=10-101.6×10-19=6.25×108(个)=8.5×1028×1.6×10-19×1.0×10-610-10=7.35×10-15(m/s)=1×

2、10-27.35×10-15=1.36×1012(s)tv=lvneS=I目录结束310-2已知导线中的电流按I=t3-0.5t+6的规律随时间t变化，式中电流和时间的单位分别为A和s。计算在t=1s到t=3s的时间内通过导线截面的电荷量。目录结束4解：I=t3-0.5t+6dq=Idtòq=Idt1=(t3-0.5t+6)dtò33t3=+4t26t13=18.7(C)目录结束510-3在一个特制的阴极射线管中，测得其射线电流为60mA，求每10s有多少个电子打击在管子的荧屏上。目录结束6解：N1e=I

3、N=10N1e=10I=1.6×10-1910×60×10-6=3.75×1015(个)I=10mAt=10s1秒钟内打在荧屏上的电子数为10秒钟内打在荧屏上的电子数为目录结束710-4截面积为10mm2的铜线中，允许通过的电流是60A，试计算铜线中的允许电流密度。设每个铜原子贡献一个自由电子，则可算得铜线中的自由电子密度是8.5×1028m-3，试计算铜线中通有允许电流时自由电子的漂移速度。目录结束8S=10mm2=4.41×10-3(m/s)解：δI=S=10×10-660=6×106(A/m2)ne

4、Sv=I=8.5×1028×1.6×10-19×10×10-660I=60An=8.5×1028(m-3)目录结束910-5一铜棒的横截面积为20×80mm2，长为2.0m，两端的电势差为50mV。已知铜的电导率g=5.7×107S/m，铜内自由电子的电荷体密度为1.36×1010C/m3。求(1)它的电阻;(2)电流;(3)电流密度I;(4)棒内的电场强度；(5)所消耗的功率;(6)棒内电子的漂移速度·目录结束10解：S=20×80mm2=1.6×10-3m2l=2.0mDU=50mV=5.0×10-2

5、Vg=5.7×107Sr=1.36×1010C/m3RSlg==2.05.7×107×1.6×10-3=2.19×10-5(W)I=DUR=5.0×10-22.19×10-5=2.28×103(A)δI=S=2.28×1031.6×10-3=1.43×106(A/m2)E=DUl=2.05.0×10-2=2.5×10-2(V/m)目录结束11w=gE2P=wVgE2=V=5.7×107×(2.5×10-2)2×1.6×10-3×20=1.14×102(W)neSv=I=1.36×1010×1.6×10-3

6、2.28×103=1.05×10-4(m/s)目录结束1210-6内外半径分别为r1和r2,的两个同心球壳构成一电阻元件，当两球壳间填满电阻率为r的材料后，证明该电阻器的电阻值为4pr1R=r1r21()目录结束13解：=4pr1r1r21()dR4pr2=drròr2R=drr1r2r4p目录结束1410-7一圆柱形钨丝原来的长度为L1，截面积为S1,现将钨丝均匀拉长，最后的长度为L2=10L1，并算得拉长后的电阻为75W,求未拉长时的电阻值。目录结束15解：L2S2=L1S110L1S2==S110S

7、2ρ=R1L1S1ρ=R2L2S2=R1R2L1S2L2S1=L1S210L1×10S2L210L1=1001=R1100R2=W()=75100=0.75目录结束1610-8电缆的芯线是半径为r1=0.5cm的铜线，在铜线外面包一层同轴的绝缘层，绝缘层的外半径为r2=1.0cm，电阻率r=1.0×1012W·m。在绝缘层外面又用铅层保护起来(如图)。(1)求长L=1000m的这种电缆沿径向的电阻；(2)当芯线与铅层间的电势差为100V时，在这电缆中沿径向的电流多大?(提示:电缆在工作时，芯线和铅层处于不

8、同的电势，因此其间存在着电场，即存在径向电流)目录结束17=1.1×108(W)解：r1=0.5cm,r2=1.0cm,L=1000m,r=1.0×1012C/m3ρdR2prL=drρòrR2pL=drr1r2ρ2pL=r1r2ln=1.0×10122p×1000ln0.51.0目录结束1810-9为了节约用铜，将导线改用铝线，由于铝线的强度不够，通常以铜作为“芯线”。设有铜芯铝皮的电缆1000m，已知外直径为6mm，芯线直