普通物理學(xué)第五版第10章恒定電流答案.ppt

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這里是普通物理學(xué)第五版 1 本答案是對普通物理學(xué)第五版第十章的答案 本章共5節(jié)內(nèi)容 習(xí)題有19題 希望大家對不準(zhǔn)確的地方提出寶貴意見 2 答案以ppt的格式 沒有ppt的童鞋請自己下一個(gè) 有智能手機(jī)的同學(xué)可以下一個(gè)軟件在手機(jī)上看的哦 親們 趕快行動(dòng)吧 10 1有一靈敏電流計(jì)可以測量小到10 10A的電流 當(dāng)銅導(dǎo)線中通有這樣小的電流時(shí) 每秒內(nèi)有多少個(gè)自由電子通過導(dǎo)線的任一截面 如導(dǎo)線的截面積是1cm2 自由電子的密度是8 5 1028m 3 自由電子沿導(dǎo)線漂移1cm需要多少時(shí)間 目錄 結(jié)束 解 6 25 108 個(gè) 7 35 10 15 m s 目錄 結(jié)束 10 2已知導(dǎo)線中的電流按I t3 0 5t 6的規(guī)律隨時(shí)間t變化 式中電流和時(shí)間的單位分別為A和s 計(jì)算在t 1s到t 3s的時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)線截面的電荷量 目錄 結(jié)束 解 I t3 0 5t 6 18 7 C 目錄 結(jié)束 10 3在一個(gè)特制的陰極射線管中 測得其射線電流為60mA 求每10s有多少個(gè)電子打擊在管子的熒屏上 目錄 結(jié)束 解 3 75 1015 個(gè) I 10mA t 10s 1秒鐘內(nèi)打在熒屏上的電子數(shù)為 10秒鐘內(nèi)打在熒屏上的電子數(shù)為 目錄 結(jié)束 10 4截面積為10mm2的銅線中 允許通過的電流是60A 試計(jì)算銅線中的允許電流密度 設(shè)每個(gè)銅原子貢獻(xiàn)一個(gè)自由電子 則可算得銅線中的自由電子密度是8 5 1028m 3 試計(jì)算銅線中通有允許電流時(shí)自由電子的漂移速度 目錄 結(jié)束 S 10mm2 4 41 10 3 m s 解 I 60A n 8 5 1028 m 3 目錄 結(jié)束 10 5一銅棒的橫截面積為20 80mm2 長為2 0m 兩端的電勢差為50mV 已知銅的電導(dǎo)率g 5 7 107S m 銅內(nèi)自由電子的電荷體密度為1 36 1010C m3 求 1 它的電阻 2 電流 3 電流密度I 4 棒內(nèi)的電場強(qiáng)度 5 所消耗的功率 6 棒內(nèi)電子的漂移速度 目錄 結(jié)束 解 S 20 80mm2 1 6 10 3m2 l 2 0m DU 50mV 5 0 10 2V g 5 7 107S r 1 36 1010C m3 目錄 結(jié)束 1 14 102 W 1 05 10 4 m s 目錄 結(jié)束 10 6內(nèi)外半徑分別為r1和r2 的兩個(gè)同心球殼構(gòu)成一電阻元件 當(dāng)兩球殼間填滿電阻率為r的材料后 證明該電阻器的電阻值為 目錄 結(jié)束 解 目錄 結(jié)束 10 7一圓柱形鎢絲原來的長度為L1 截面積為S1 現(xiàn)將鎢絲均勻拉長 最后的長度為L2 10L1 并算得拉長后的電阻為75W 求未拉長時(shí)的電阻值 目錄 結(jié)束 解 目錄 結(jié)束 10 8電纜的芯線是半徑為r1 0 5cm的銅線 在銅線外面包一層同軸的絕緣層 絕緣層的外半徑為r2 1 0cm 電阻率r 1 0 1012W m 在絕緣層外面又用鉛層保護(hù)起來 如圖 1 求長L 1000m的這種電纜沿徑向的電阻 2 當(dāng)芯線與鉛層間的電勢差為100V時(shí) 在這電纜中沿徑向的電流多大 提示 電纜在工作時(shí) 芯線和鉛層處于不同的電勢 因此其間存在著電場 即存在徑向電流 目錄 結(jié)束 1 1 108 W 解 r1 0 5cm r2 1 0cm L 1000m r 1 0 1012C m3 目錄 結(jié)束 10 9為了節(jié)約用銅 將導(dǎo)線改用鋁線 由于鋁線的強(qiáng)度不夠 通常以銅作為 芯線 設(shè)有銅芯鋁皮的電纜1000m 已知外直徑為6mm 芯線直徑為2mm rCu 0 15W mm2 m rAl 0 03W mm2 m 試計(jì)算這種電線的 1 芯線的電阻 2 鋁皮的電阻 3 總電阻 目錄 結(jié)束 解 rAl 0 03W mm2 m rCu 0 15W mm2 m L 1000m r1 1mm r2 3mm 目錄 結(jié)束 10 10一個(gè)功率為45W的電烙鐵 額定電壓是220 110V 其電阻絲有中心抽頭如圖 a 所示 當(dāng)電源是220V時(shí) 用A B兩點(diǎn)接電源 當(dāng)電源是ll0V時(shí) 則將電阻絲并聯(lián)后接電源礎(chǔ)n圖 b 所示 試問 1 電阻絲串聯(lián)時(shí)的總電阻是多少 2 接110V電源時(shí) 電烙鐵的功率是否仍是45W 3 在兩種接法里 流過電阻絲的電流是否相同 從電源中取用的電鈍 10 11一電源的電動(dòng)勢為孝 內(nèi)電阻為尺 若與可變的外電阻R連接 別電源供給的電流丁將隨R而改變 1 求電源端電壓與外電阻R的關(guān)系 2 斷路時(shí) 即R m 的端電壓多大 電流多少 3 短路時(shí) 即R二O 的端電壓多大 電流多少 4 設(shè)消耗于外電阻的功率為P 稱為擒出功率 求尸與R的關(guān)系式 5 欲使電源有最大輸出功率 R應(yīng)為多大 6 電源的能量一部分消耗于外電阻 另一部分消耗于內(nèi)電阻 外電阻中消耗的功率與電源總的功率之比 稱為電源的效率仆求叮與火的關(guān)系 當(dāng)電源有最大輸出功率時(shí)叼為多少 如尸 LOOA U 2 loV 作同樣的計(jì)算 2 按圖 b 的接法 安培計(jì)的讀數(shù)為乃 2 40A 伏特計(jì)的讀數(shù)為叭二7 20V 試求由于在計(jì)算電阻值時(shí)因未將通過伏特計(jì)申的電流計(jì)算在內(nèi)而造成的相對誤差 10 12一蓄電池在充電時(shí)通過的電流為3 0A 此時(shí)蓄電池兩極間的電勢差為4 25V 當(dāng)這蓄電池在放電時(shí) 通過的電流為4 0A 此時(shí)兩極間的電勢差為3 90V 求這蓄電池的電動(dòng)勢和內(nèi)電阻 10 13利用安培計(jì)與伏特計(jì)來測量電阻 已知安培計(jì)的電阻RA 0 03n 伏特計(jì)的電阻Rv l000倪 有下列兩種方法 1 按圖 a 的接法 安培汁的讀數(shù)為幾 0 32A 伏特計(jì)的讀數(shù)為叭 扎60V 試求由于在計(jì)算電阻值時(shí)因末將安培計(jì)的電阻計(jì)算在內(nèi)而造成的相對誤差 如尸 2OmA U 7 2OV 作同樣的計(jì)算 3 通過上面的計(jì)算 討論所得的結(jié)果 10 14當(dāng)電流為lA 端電壓為ZV時(shí) 試求下列各情形中電流的功率以及15內(nèi)所產(chǎn)生的熱量 1 電流通過導(dǎo)線 2 電流通過充電的蓄電池 這蓄電池的電動(dòng)勢為1 3V 3 電流通過放電的蓄電池 這蓄電池的電動(dòng)勢為2 6V l0 15一導(dǎo)線電阻R 6n 其中有電流通過 設(shè)在下列各種情形 通過的總電荷量都是30C 求各情形中導(dǎo)線所產(chǎn)生的熱量 1 在2 24 內(nèi)有恒定電流通過導(dǎo)線 2 在2 245內(nèi)電流均勻地減少到零 3 電流按每經(jīng)過245減小一半的規(guī)律一直減到零 10 16電動(dòng)勢為名 1 8V和4 1 4V的兩電池 與外電阻R連接如圖 a 伏特計(jì)的讀數(shù)為U 二0 6V 若將兩電池連接如圖 b 問伏特計(jì)的讀數(shù)將為多少 伏特計(jì)的零點(diǎn)刻度在中央 問電池 2 在兩種情形中的能量轉(zhuǎn)換關(guān)系如何 列式并加以討論 l0 17一電路如圖所示 其中B點(diǎn)接地 R l0 On Rz 2 5n R 3 0鈍 幾 l 0仍 存 6 0V R 0 40隊(duì)吼 從OV Ri 0 6n求 1 通過每個(gè)電阻中的電流 2 每個(gè)電池的端電壓 3 A D兩點(diǎn)間的電勢差 4 B C兩點(diǎn)間的電勢差 5 A B C D各點(diǎn)處的電勢 10 18在如圖所示的電路中 已知邑 l2V 色 gV 巴 8V R 二如二底 ln 尺二兄二兄二尺 2n 幾 3n 求 l A B兩點(diǎn)間的電勢差 2 C D兩點(diǎn)間的電勢差 3 如C D兩點(diǎn)短路 這時(shí)通過兄的電流多大 10 19為了找出電纜由于損壞而接地的地方 可用如圖所示的電路 仍是一條長為1OOcm的均勻電阻線 接觸點(diǎn)S可在AB上滑動(dòng) 已知電纜長CE FD 7 8km 當(dāng)S滑到SB 4Icm時(shí) 通過電流計(jì)的電流為零 求電纜損壞處離檢查處的距離x 測量時(shí) 不計(jì)入C DB兩段接線的電阻及接線那段的長度和電阻 10 20如圖所示的電路 u lzv 兄 3on R 6nlR3 1oo乙 R4 1on 幾二1oo仇1R6二In R zn求電壓UM U c和UAD 10 21如圖 A B兩電池的電動(dòng)勢及內(nèi)電阻分別為者A二Iz oV RiA二幾o(hù)n 者 6 oV 尺B l onl電阻R lon