医用物理习题答案.doc

习 题 八 稳恒电流基本要求了解电流强度与电流密度的意义。电流密度与载流子运动的关系。理解欧姆定律的微分形势及其意义，掌握闭合电路欧姆定律的计算方法和一段含源电路的计算方法，并能熟练运用符号的规定。熟练掌握基尔霍夫第一、第二定律，灵活运用这定律计算多回路电路。8-1、8-2、8-3略8-4 一直径为1mm的导线，在1min内传输90C的电量,导线每m3中有个自由电子,求:(1) 导线中的电流;(2) 导线中电子的迁移速度.解: 已知：t=60s,Q=90C，n=5.81028，Ze=-1.610-19C，d=1mm求：（1）I=？ （2）e=?解：（1）I=Q/t=90/60=1.5A =2.0610-4m/s（2）e=I/ n ZeS=8-5 一导线载有10A的直流电流，在20s内有多少电子流过它的横截面积？已知每个电子所带电量为C 解： 已知：I=10A, t=20s求：N=?解：Q=It=1020=200 C N=Q/Ze=200/1.610-19=1.251021 (个)8-6 有一横截面均匀的铜棒，已知其中自由电子的电荷密度为 ，铜的电导率为，当它两端的电势差为50mV时，棒中电场强度为，求：解： 已知：U=50mv, E=2.510-2v/m, =5.7107Sm-1, n=1.361010求：(1) l=? (2) ud=? (1) l=U/E=5010-3/2.510-2=2.0 m (2) ud=J/nZe=E/ nZe= =6.5410-4 ms-18-7 7A的电流流过直径为1mm的铜棒。求棒中某点的电场强度的数值（已知铜的电阻率为m） 解: 已知：I=7A, r=0.5mm, =1.7210-8m-1求：E=?由 J=I/S=E/ 得 E=I/S=(71.7210-8)/(3.140.2510-6) =0.153 vm-18-8 有一电池组，当电池内有3A的电流从负端流向正端时，其两端的电压为5V,而当2A的电流从正端流向负端时，其两端的电压为11V。该电池组的电动势时多少？该电池组的内阻是多少？解：I1=3A，U1=5V，I2=-2A，U2=11V 求：=？，r=？ 由=5+3r及=11-2r 得： r=1.2 =8.6V8-9 已知图8-9中，求：（1） a,b,c,d各点的电势；（2） 两个电池的路端电压。 解：设电流流向为abcda，由环路电压定律得： O=1+Ir1+IR3-2+Ir2+IR1+IR2 代入数据得：I=-2A 则：Ua=-IR1=4V Ub=-I(R1+r1)-1=-16V Uc=-I(R2+r2)-2=-10V Ud=-IR2=-2V Uab=1+Ir1=20V Udc=-2-Ir2=8V8-10 已知图8-10中，电源内电阻不计。求：（1） a点的电势及c点的电势？（2） 如改为c点接地，a点和c点的电势各为多少？ 解：(1)选bR1cR2为电流方向，设电流为I，则： 2+IR2+IR1-2=0 代入数据得：I=1A Ua=-3+IR2=1V Uc=2+IR2=9V (2) Ua=-3-2=-8V Ub=-1+IR1=-9V8-11 已知图8-11中，求：（1） a,b两端的电压；（2） a,b短路时通R2的电流大小及方向。 解：(1)设流过闭合回路的电流大小为I，方向为aR1R3R5R4， 则：1+Ir1+IR3+IR5-3+Ir3+IR4+IR1=0 代入数据得：I=-0.2 A Uab=IR1+1+Ir1+IR3-2 =0.8V (2)若a,b短路，设流过R2的电流大小为I2，方向由ab；设流过R1、R3的电流为I1，方向由R1R3；设流过R5、R4的电流为I3，方向由R5R4。 则有：1+I1(R1+r1+R3)-3+I3(R5+R4+r3)=0 2+I2(R2+r2)-3+I3(R5+R4+r3)=0 I3=I1+I2 联立求解得：I2=0.1A8-12 已知图8-12中，求通过R2的电流。解：如图可列如下方程： I3=I1+I2 +I2r2-I1R1-I1r1-1=0 I3R2+I2r2+2+I3r3-3=0 代入数据联立求解得： I2=5.43A W=IU=I(-Ir)=18.6W8-13 已知图8-13中，I1、I2、I3各为多少？解：如图可列方程： I3R3+1+I1R1+I2R2-2=0 (I3-I1)R5-I1R1-1=0 (I2-I3)R4+I2R2-2=0 代入数据整理得：10I3+I1+I2=3 8I3-9I1=9 6I2-5I3=12 联立得：I1=-0.85A，I2=2.14A，I3=0.17A8-14 求如图8-14中所示的电路中a,b两端的电阻。 解：设想在a、b两端加上电压U，电流如图所示，则有如下方程： R= I=I1+I2=I3+I4 I1=I3+I5；I4=I2+I5 I1r+I5r-2I2r=0 2I3r-I4r-I5r=0 U=I1r+2I3r=2I2r+I4r 联立求解得： I2=I3，I1=I4，I2=I 8-15 已知图8-15中，求各支路的电流。 解：规定I1，I2，I3的正方向如图突箭头所示，可列如下方程： I3-I1-I2=0 1-2=I1R1-I2R2 2=I2R2+I3R3 联立求解得：I1=1A，I2=-0.5A，I3=0.5A8-16 如图8-16为惠斯登电桥，求电路中电流计的电流IG与电源电动势及各电阻的关系（电流计及电源内阻不计）解：如图所示可列如下方程： I=I1+I2 I1=I3+IG I3+IG=I I1R1+IGRG-I2R2=0 I3R3-I4R4-IGRG=0 I2R2+I4R4= 联立得：8-17 如图8-17所示的电路中，如果R0是已知的，为使电路的总电阻恰等于RO，求R1的值。解：设想在电路两端加上电压U，假定流过电路的总电流为I，流过 R1R0。支路电流为I0，则有： U=IR1+(I-I0)R1=IR1+I0(R1+R0) R0= 整理得：I= IR0=IR1+I0R+R0I0 再联立求得：R1=8-18 如图8-18所示电路中，通过电源的电流为0.4A，UAB=20V，求电阻R2及电源电动势（电源内阻不计）。解：如图可得： 20=0.420+0.