西工大與西安交大期末復(fù)習(xí)考研備考大學(xué)物理題庫(kù) 十、電流 33 電流

1、十、電流 33 電流一、選擇題選擇題：在一個(gè)長(zhǎng)直圓柱形導(dǎo)體外面套一個(gè)與它共軸的導(dǎo)體長(zhǎng)圓筒，兩導(dǎo)體的電導(dǎo)率可以認(rèn)為是無(wú)限大在圓柱與圓筒之間充滿電導(dǎo)率為g 的均勻?qū)щ娢镔|(zhì)，當(dāng)在圓柱與圓筒間加上一定電壓時(shí)，在長(zhǎng)度為l的一段導(dǎo)體上總的徑向電流為I，如圖所示則在柱與筒之間與軸線的距離為r的點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為： （ ） A、 B、 C、 D、 題目圖片：答案：B難度：易 選擇題： 室溫下，銅導(dǎo)線內(nèi)自由電子數(shù)密度為n = 8.5×1028 個(gè)/m3, 導(dǎo)線中電流密度的大小J = 2×106 A/m2，則電子定向漂移速率為：（ ） A、 1.5×10-4 m/s B、 1.5

2、5;10-2 m/s C、 5.4×102 m/s D、 1.1×105 m/s 答案：A難度：易選擇題： 已知直徑為0.02 m、長(zhǎng)為 0.1 m的圓柱形導(dǎo)線中通有穩(wěn)恒電流，在60秒鐘內(nèi)導(dǎo)線放出的熱量為 100 J已知導(dǎo)線的電導(dǎo)率為 6×107 W-1·m-1，則導(dǎo)線中的電場(chǎng)強(qiáng)度為：（ ） A、 2.78×10-13 V·m-1 B、 10-13 V·m-1 C、 2.97×10-2 V·m-1 D、 3.18 V·m-1 答案：C難度：易選擇題：在如圖所示的電路中，兩電源的電動(dòng)勢(shì)分別為E1，

3、E2，內(nèi)阻分別為r1，r2三個(gè)負(fù)載電阻阻值分別為R1，R2，R，電流分別為I1，I2，I3，方向如圖則A到的電勢(shì)增量UB - UA為：（ ） A、 B、 C、 D、 題目圖片：答案：C難度：易選擇題：在圖示的電路中，電源的電動(dòng)勢(shì)分別為E1、E2和E3，內(nèi)阻分別是r1、r2和r3，外電阻分別為R1、R2和R3，電流分別為I1、I2和I3，方向如圖下列各式中正確的是（ ） A、 B、 C、 D、 題目圖片：答案：A難度：易二、填空題填空題：有一根電阻率為r，截面直徑為d、長(zhǎng)度為L(zhǎng)的導(dǎo)線，若將電壓U加在該導(dǎo)線的兩端，則單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)導(dǎo)線橫截面的自由電子數(shù)為_(kāi)；若導(dǎo)線中自由電子數(shù)密度為n，則電子平均漂

4、移速率為_(kāi) 答案：難度：易填空題：金屬中傳導(dǎo)電流是由于自由電子沿著與電場(chǎng)相反方向的定向漂移而形成設(shè)電子的電荷為e，其平均漂移速率為，導(dǎo)體中單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)為n，則電流密度的大小J = _，的方向沿_ 答案： 方向難度：易填空題：有一導(dǎo)線，直徑為0.02 m，導(dǎo)線中自由電子數(shù)密度為 8.9×1021 m-3，電子的漂移速率為 1.5×10-4 m/s，則導(dǎo)線中的電流強(qiáng)度為_(kāi) （電子電荷e = 1.6×10-19 C） 答案：6.71×10-5 A難度：易填空題：用一根鋁線代替一根銅線接在電路中，若鋁線和銅線的長(zhǎng)度、電阻都相等那么當(dāng)電路與電源接通時(shí)銅線

5、和鋁線中電流密度之比J1 : J2 = _（銅的電阻率為1.67×10-6 W·cm，鋁的電阻率為2.66×10-6 W·cm）答案：1.59:1難度：易填空題：電爐絲正常工作電流密度J = 15 A·mm-2，熱功率密度w = 2.75×108 J/(m3·s)，電源電壓 220 V，則電阻絲的總長(zhǎng)度l = _答案：12 m難度：易填空題：橫截面積相等的銅導(dǎo)線與鋁導(dǎo)線串聯(lián)在電路中，當(dāng)電路與電源接通時(shí)銅線與鋁線單位體積中產(chǎn)生的熱量之比為_(kāi) （銅電阻率1.67×10-6 W·cm，鋁電阻率2.66×

6、;10-6 W·cm）答案： 0.628:1難度：易填空題：在橫截面積為2 mm2的鐵導(dǎo)線中通有穩(wěn)恒電流，已知導(dǎo)線內(nèi)的熱功率密度為35.4 W/m3，則通過(guò)導(dǎo)線的電流強(qiáng)度為_(kāi)，導(dǎo)線中各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為_(kāi) （鐵的電阻率為8.85×10-6 W·cm）答案： 40 mA 1.77×10-3 V/m難度：易填空題：焦耳楞次定律的微分形式為_(kāi)，它說(shuō)明_ 答案： w = gE2 在導(dǎo)體內(nèi)某點(diǎn)生熱的熱功率密度等于該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度平方與導(dǎo)體在該點(diǎn)的電導(dǎo)率的乘積難度：易填空題：一半徑為R、電導(dǎo)率為g 的均勻?qū)Ь€中沿軸向流有電流，電流密度為kr（k為常量），r為導(dǎo)線內(nèi)某點(diǎn)到軸線的

7、距離，則導(dǎo)線內(nèi)任意一點(diǎn)的熱功率密度為_(kāi)在長(zhǎng)度為l的導(dǎo)線內(nèi)單位時(shí)間產(chǎn)生的熱量為_(kāi) 答案： 難度：易填空題：有一閉合電路如圖已知一個(gè)電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻分別為E1、r1，另一電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻分別為E2、r2，R1，R2為負(fù)載電阻設(shè)E2 > E1，則AB間電勢(shì)差UAB = _ 題目圖片：答案： 或 難度：易填空題：一段含源電路如圖，已知 I1 = 1 A、E1 = 1.5 V、r1 =5 W、R1 = 10 W I2 = 0.8 A、E2 =2.0 V、r2 = 3 W、R2 = 15 W I3 = 1.2 A、E3 =3.0 V、r3 = 4 W、R3 = 20 W， 則a點(diǎn)與b點(diǎn)的電勢(shì)差U

8、ab = _ 題目圖片：答案： -31.9 V難度：易填空題：已知兩段含源電路如圖若將圖中a與d、b與c分別聯(lián)接，則Ua - Ub = _ 題目圖片：答案： 難度：易填空題：如圖：電源A的電動(dòng)勢(shì)EA = 24 V、內(nèi)阻rA = 2 W，電源B的電動(dòng)勢(shì)EB = 12 V、內(nèi)阻rB = 1 W電阻R = 3 W，則a、b之間的電勢(shì)差Uab = _ 題目圖片：答案： 20 V 難度：易填空題：如圖，溫度相同的三種不同金屬A、B、C串聯(lián)，其逸出功分別為WA、WB、WC則AC間的接觸電勢(shì)差為UCA = _ 題目圖片：答案： (WC - WA ) / e 難度：易填空題：當(dāng)逸出功不同的A、B兩種金屬相互接

9、觸時(shí)，兩種金屬之間會(huì)產(chǎn)生_若兩金屬的逸出電勢(shì)分別為UA和UB，且UA < UB，則接觸面電子的流向?yàn)開(kāi) 答案：接觸電勢(shì)差由金屬A流向金屬B 難度：易填空題：在圖示的電路中，R = 2000 W，C = 100 mF，E = 100 V，則電路的時(shí)間常數(shù)為_(kāi)一般認(rèn)為電容器的電勢(shì)差uC達(dá)到最大值的99以上為電容器充電完畢，則充電時(shí)間t應(yīng)大于_ 題目圖片：答案：0.2 s 0.921 s 難度：易填空題：電容器電容C = 5 mF，極板帶有電荷Q = 1×10-3 C通過(guò)一個(gè)R = 1×106 W的電阻放電，經(jīng)歷時(shí)間t = 5 s時(shí)電容器兩極板間電勢(shì)差為U = _答案： 7

10、3.6 V難度：易填空題：如圖，在電容器充電電路中，R = 2000 W，C = 100 mF，E = 100 V，則充電開(kāi)始時(shí)的最大電流imax = _充電完畢時(shí)電容器上的電勢(shì)差UC =_ 題目圖片：答案： 50 mA 100 V難度：易填空題：RC回路如圖開(kāi)關(guān)K接通后t時(shí)刻電源提供的功率為_(kāi) 題目圖片：答案： 難度：易填空題：在如圖所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為r，外電阻為R，電容器的電容為C從開(kāi)關(guān)K接通時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，則在任意時(shí)刻t電容器兩端的電勢(shì)差為_(kāi)電阻兩端的電勢(shì)差為_(kāi) 題目圖片：答案：難度：易填空題：將阻值為4.00×106 W的電阻與電容量為3.00×10-

11、6 F的電容器串聯(lián)，然后接到電動(dòng)勢(shì)為3 V的電源上（其內(nèi)阻略去）在電路接通后2秒鐘的時(shí)刻，電阻上產(chǎn)生的熱功率為_(kāi) （e-1/6 = 0.85） 答案： 1.63×10-6 J·s-1 難度：易三、計(jì)算題計(jì)算題：在一由電動(dòng)勢(shì)恒定的直流電源供電的載流導(dǎo)線表面某處帶有正電荷，已知其電荷面密度為s 0，在該處導(dǎo)線表面內(nèi)側(cè)的電流密度為，其方向沿導(dǎo)線表面切線方向，如圖所示導(dǎo)線的電導(dǎo)率為g，求在該處導(dǎo)線外側(cè)的電場(chǎng)強(qiáng)度 題目圖片：答案：解：規(guī)定在導(dǎo)線內(nèi)側(cè)和導(dǎo)線外側(cè)各物理量分別用角標(biāo)1，2區(qū)分由高斯定理可求得導(dǎo)線表面電場(chǎng)強(qiáng)度的垂直分量 1分由邊界條件和歐姆定律可求得導(dǎo)線外側(cè)電場(chǎng)強(qiáng)度的平行分量

12、 2分則導(dǎo)線外側(cè)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小 1分的方向： , 1分難度：易計(jì)算題：在如圖所示的電路中，兩電源的電動(dòng)勢(shì)分別為E1 = 9 V和E2 = 7 V內(nèi)阻分別為r1 = 3 W和r2 = 1 W，電阻R = 8 W，求電阻R兩端的電位差 題目圖片：答案：解：設(shè)各支路的電流為I1、I2和I3，如圖 圖1分 3分由、三式聯(lián)立解得： A 3分 2.74 V 1分答案圖片;難度：易計(jì)算題：一電路如圖當(dāng)開(kāi)關(guān)K接通后，求t時(shí)刻電容器上的電荷q 題目圖片：答案：解： 2分 2分 2分由、三式解得 3分 解得 由 t = 0， q = 0 得 3分題目圖片:難度：易四、理論推導(dǎo)與證明題理論推導(dǎo)與證明題：如圖所示：兩

13、個(gè)直流電源并聯(lián)給負(fù)載電阻RL供電，其中R1和R2分別為電源的內(nèi)電阻試證明：電源對(duì)負(fù)載電阻供電的等效電動(dòng)勢(shì)E= (R2E1 + R1E2 ) / (R1 + R2)，等效內(nèi)電阻為 R= (R1 R2) / (R1 + R2 ) 題目圖片：答案：證：(1) 根據(jù)節(jié)點(diǎn)定律列電流方程（電流如圖所設(shè)）： 1分 (2) 根據(jù)回路定律列如下方程： 1分 1分則解出： 3分把以上電路看作是由一個(gè)等效電源供電給負(fù)載電阻， 則可得其電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)電阻分別為 E= (R2E1 + R1E2 ) / (R1 + R2)， 1分 R= (R1 R2) / (R1 + R2 ) 1分難度：易理論推導(dǎo)與證明題：電橋電路如圖試證明電橋未平衡時(shí)流過(guò)檢流計(jì)G的電流 Ig = Dg / D式中 Dg = (R2 R3-R1 R4)E, D = R1 R2 R3 + R2 R3 R4 + R3 R4 R1 + R4 R1 R2 + (R1 + R3 ) (R2 + R4) Rg題目圖片：答案：解：標(biāo)定支路電流的方向如圖，則在回路ABDA， 2分回路BCDB， 2分回路ABCEA， 2分整理后得： 令 Ig = D g / D