第10章 恒定电流_第1页
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文档简介

.,解:,由电流强度的定义,由欧姆定律及电阻定律得,单位时间即,如右图,取长度为dl的一段导线。易知,小柱体体积Sdl内总电子数目为dN=nSdl,设电子平均漂移速率为,若dt时间内dN个电子刚好能通过图中的红色面,则必有,,10-1有一根电阻率为、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。,.,10-2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的。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目为n,则电流密度的大小J=,J的方向沿E的方向。,解:,由10-1的分析知,.,10-3有一导线,直径为0.02m,导线中自由电子数密度为8.91021m-3,电子的漂移速率为1.510-4m/s,则导线中的电流强度为。(电子电荷e=1.610-19C),解:,.,10-4电炉丝正常工作的电流密度J=15Amm-2,热功率密度w=2.75108J/(m3s),电源电压220V,则电炉丝的总长度l=。,由欧姆定律,解:如图,一根长为l,截面积为S,电导率为的导线,通以电流I,其发热功率为,热功率密度即单位体积的发热功率,.,10-5焦耳-楞次定律的微分形式为,它说明。,在导体内某点生热的热功率密度p等于该点的电场强度E的平方与导体在该点的电导率的乘积。,.,10-6如图所示,电源A的电动势、内阻rA=2,电源B的电动势、内阻rB=1.电阻R=3,则a、b之间的电势差Uab=20V。,R,.,10-7已知两段含源电路如图所示。若将图中a与d、b与c分别连接,则Ua-Ub=。,.,10-8在如图所示的电路中,电源电动势为、内阻为r,外电阻为R,电容器电容为C。从开关K接通时开始计时,则在任意时刻t电容器两端的电势差为。电阻两端的电势差为。,C,解:设t时刻电容器的带电量为q,回路中的电流为i,则有:,由基尔霍夫方程,有,在初始条件为t=0时,q=0,上面微分方程的解为,电阻两端的电势差为,.,10-9在如图所示的电路中,两电源的电动势分别为和,内阻分别为r1=3和r2=1,电阻R=8,求电阻R两端的电位差。,解:设I1、I2、I3均为正。由基尔霍夫第二方程,沿红色回路有:,由基尔霍夫第

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