大物电磁学课后答案市公开课一等奖百校联赛获奖课件.pptx

13-1.3-1.以下各量中那些是空间函数以下各量中那些是空间函数?那些是矢量那些是矢量?电压电压;电流强度电流强度;电电流密度流密度;电阻电阻;电导率电导率;电功率。电功率。解：空间点函数有解：空间点函数有:电压电压.电流强度电流强度.电阻电阻.电导率电导率.热功率密度；热功率密度；矢量有：电流密度。矢量有：电流密度。补充补充3.1.1 如图所表示如图所表示,这么连接变阻器有何不妥这么连接变阻器有何不妥？负载负载 0rkABC解：调整可变电阻器时易把电源短路而损解：调整可变电阻器时易把电源短路而损坏电源。坏电源。第三章第三章 稳恒电流和稳恒电场稳恒电流和稳恒电场3-2 53-2 5安培电流在安培电流在1010欧姆电阻器中流动欧姆电阻器中流动4 4分钟之久，在这段时分钟之久，在这段时间内有多少库仑电荷和多少电子经过这个电阻任意横截面？间内有多少库仑电荷和多少电子经过这个电阻任意横截面？解：解：第第1页页23-3 3-3 在以下情况下经过导体横截面电量是多少？在以下情况下经过导体横截面电量是多少？（1 1）电流强度在）电流强度在1010秒内均匀有零增加到秒内均匀有零增加到3 3安培；安培；（2 2）电流强度从）电流强度从1818安培起，每过安培起，每过0.010.01秒降低二分之一秒降低二分之一,直到直到零。零。解：解：3-4 3-4 球形电容器内、外半径分别为球形电容器内、外半径分别为a a和和b b，两极间充满电阻率为两极间充满电阻率为 均匀介质，试计算该电容器漏电电阻。均匀介质，试计算该电容器漏电电阻。解：取体元球壳，故解：取体元球壳，故积分得漏电电阻为积分得漏电电阻为第第2页页33-5 3-5 假如有假如有2020安培电流经过直径为安培电流经过直径为2 2毫米导线毫米导线,且电流均匀分布且电流均匀分布,导线电阻率为导线电阻率为3.143.14x10 x10-8-8欧姆欧姆.米米,求导线内电场强度。求导线内电场强度。解：解：补充补充3.2.2求下面各图中求下面各图中a a和和b b两点间电阻。两点间电阻。3 3 3 3 6 3 3 6 6 6 6 ab(c)(a)a)6 6 4 4 5 5 abr(b)b)rrrrrrrrabbrrrrrrra(d)d)第第3页页43-6 3-6 高频情况下，电流在导线横截面上分布是不均匀，越高频情况下，电流在导线横截面上分布是不均匀，越 靠近表面，电流密度越大，这种效应叫做趋服效应。已知电流密靠近表面，电流密度越大，这种效应叫做趋服效应。已知电流密度函数表示式为度函数表示式为 j=jj=j0 0e e-d/ds-d/ds,式中式中j j0 0是导体表面处电流密度，是导体表面处电流密度，d ds s是和材料及频率相关常量，称为趋服深度，是和材料及频率相关常量，称为趋服深度，d d是离表面深度。设导是离表面深度。设导体是半径为体是半径为R R圆柱体，试计算由表面到圆柱体，试计算由表面到d=dd=ds s一层导体中电流与总电一层导体中电流与总电流之比。若流之比。若 d ds sR R，结果怎样？结果怎样？解解:r=R-dr=R-ds s r rs s=R-=R-d ds s第第4页页53-7 3-7 如图电导率很大导体之间有两层电导率分别为如图电导率很大导体之间有两层电导率分别为 1 1和和 2 2导电介导电介质质,厚度为厚度为d d1 1和和d d2 2,导体截面积为导体截面积为S,S,经过导体稳恒电流强度为经过导体稳恒电流强度为I I求求(1)(1)两层导电电介质中场强两层导电电介质中场强E E1 1和和E E2 2;(2);(2)电势差电势差V V1 1和和V V2 2。ISd1d2解：由欧姆定律解：由欧姆定律可得电介质中场强为可得电介质中场强为而电势差为而电势差为补充补充3.3.3一导线电阻为一导线电阻为 R=6 R=6 欧姆欧姆,其中电流改变规律为其中电流改变规律为:(1):(1)电流电流强度在强度在1010秒内均匀由零增加到秒内均匀由零增加到3 3安培；安培；(2)(2)电流强度从电流强度从1818安培起，安培起，每过每过0.010.01秒降低二分之一秒降低二分之一,直到零。求导线产生热量。直到零。求导线产生热量。解解:第第5页页63-8 3-8 一铜棒截面积为一铜棒截面积为2020 x80 x80毫米毫米2 2,长长2 2米米,两端电势差为两端电势差为5050毫伏，毫伏，已知铜电导率为已知铜电导率为=5.7=5.7x10 x107 7西门子西门子/米，自由电子密度米，自由电子密度 n=8.5x10n=8.5x102828个个/米米3 3，求，求:（1 1）它电阻；）它电阻；(2(2）电流及电流密度；）电流及电流密度；（3 3）棒内电场强度；（）棒内电场强度；（4 4）所消耗功率；）所消耗功率；解解(1)(1)电阻为电阻为(2)(2)电流及其密度为电流及其密度为(3)(3)棒内场强棒内场强(4)(4)消耗功率为消耗功率为3-9 3-9 一蓄电池在充电时，经过电流为一蓄电池在充电时，经过电流为3 3安培，此时两极间电势安培，此时两极间电势差为差为4.254.25伏特，当该电池放电时，经过电流为伏特，当该电池放电时，经过电流为4 4安培两极间电势安培两极间电势差为差为3.903.90伏特，求该电池电动势和电阻伏特，求该电池电动势和电阻。解解:第第6页页73-10 3-10 设在图中所表示电路中，三个电容开始时均不带电，求将设在图中所表示电路中，三个电容开始时均不带电，求将它们与它们与A A、B B、C C点联结后，各极板上电量。点联结后，各极板上电量。解：充电完成后，电容等价于开路，解：充电完成后，电容等价于开路，设回路设回路ABCAABCA中电流为中电流为I I。2020V V1010V V2424V V1010151525255 55 5A AB BC CO OI IC1C1C2C2C3C3故故由图可知由图可知故故第第7页页8补充补充3.4.4一电路如图一电路如图,其中其中b b点接地，点接地，R R1 1=10.0=10.0欧姆，欧姆，R R2 2=2.5=2.5欧姆，欧姆，R R3 3=3.0=3.0欧姆欧姆,R R4 4=1.0=1.0欧姆欧姆,1 1=6.0=6.0伏伏,r r1 1=0.400.40欧姆欧姆,2 2=8.0=8.0伏特伏特r r2 2=0.6=0.6欧姆，求欧姆，求:(1):(1)经过每个电阻电流经过每个电阻电流;(2);(2)每个电源端电压每个电源端电压;(3);(3)a,d a,d 两点电势差两点电势差;(4);(4)b,c b,c 两点电势差两点电势差(5)(5)a,b,c,da,b,c,d各点电势。各点电势。cdabR1R2R3R4 1r1 2r2解（解（1）第第8页页93-11 3-11 如图所表示电路如图所表示电路,1 1=12.0=12.0伏特伏特,2 2=3 3=6.0=6.0伏特伏特,R R1 1=R=R2 2=R=R3 3=3.03.0欧姆欧姆,电源内阻可忽略电源内阻可忽略,求求V Vcb cb,V,Vacac,V,Vbcbc;若若C C点接地点接地,a,b,ca,b,c点电动势是多少点电动势是多少?3 1 1 2 2R R1 1R R2 2R R3 3a ab bc c解解:第第9页页103-12 3-12 电路中电路中,已知已知 伏，伏，伏，伏，伏，伏，欧姆欧姆 欧姆，欧姆，欧姆求：欧姆求：（1 1）a a、b b两点电势两点电势差；（差；（2 2）c c、d d两点电势差；两点电势差；（3 3）假如假如c dc d两点短路，这时经过两点短路，这时经过R R5 5电流是多少？电流是多少？R R1 1R R2 2R R3 3R R4 4R R5 5a ab bc c d dI I解：解：c c、d d开路开路a a、b b间电势差为间电势差为c c、d d间电势差为间电势差为则回路中电流为则回路中电流为(3)(3)c c、d d短路短路,设回路中电流为设回路中电流为I I1 1、I I2 2、I I3 3，回路绕向见图回路绕向见图b bR R1 1R R2 2R R3 3R R4 4R R5 5a aI I2 2I I1 1I I3 3由基尔霍夫方程可得由基尔霍夫方程可得经过经过R R5 5电流为电流为 I=0.455(A)I=0.455(A)方向由方向由a a到到b b第第10页页113-13 3-13 图中图中 伏，伏，伏；伏；欧姆，欧姆，欧姆，欧姆，欧姆，求经过欧姆，求经过R R电流。电流。解：由基尔霍夫方程可知解：由基尔霍夫方程可知可得可得R R1 1R R2 2R RI I1 1I I2 2I I第第11页页12补充补充3.5.5求图中各支路电流。求图中各支路电流。解解:2020k k 6060k k 4040k k 1010V V2020V V6 6V VI I1 1I I2 2I I3 3补充补充3.6.6三个电池连接如图三个电池连接如图,已知已知 1 1=1.3=1.3伏特伏特,2 2=1.5=1.5伏特伏特,3 3=2.0=2.0伏特伏特,r r1 1=r r2 2=r r3 3=0.20=0.20伏特伏特,外电阻外电阻R=0.55R=0.55欧姆欧姆,求电池中求电池中电流电流R 1 1r r1 1 2r2 3r3解解:第第12页页133-14 3-14 如图电路中如图电路中,1 1=20=20伏特伏特,2 2=18=18伏特伏特,3 3=7=7伏特伏特r r1 1=r=r2 2=r=r3 3=1=1欧姆，欧姆，R R1 1=4=4欧姆欧姆,R R2 2=6=6欧姆欧姆,R R3 3=2=2欧姆欧姆,求个支路中电流求个支路中电流以及以及V Vabab，若若 a a 点接地，点接地，U Ub b=？1r1 2r2 3r3R1R2R3ab题题3-20图图解解:第第13页页143-163-16如图开关先接如图开关先接1,1,对电容充电到稳定值后再将开关拨向对电容充电到稳定值后再将开关拨向2,(12,(1）问经过几倍时间后，电容器所处能量变为原来二分之一？（问经过几倍时间后，电容器所处能量变为原来二分之一？（2 2）试证实：电容器所处能量最终全部转化为电阻消耗热量。试证实：电容器所处能量最终全部转化为电阻消耗热量。12K CR解：（解：（1）（2 2）3-3-1515电容电容C C=1.0=1.0微法拉电容器微法拉电容器,经过经过R=1000R=1000欧姆电阻放电，经过多欧姆电阻放电，经过多少时间后，电容器两极板上电压降为原来二分之一？少时间后，电容器两极板上电压降为原来二分之一？解：解：(秒秒)第第14页页153-173-17 如图所表示如图所表示,在在t=0 t=0 时时,C C1 1和和C C2 2上都没有电荷上都没有电荷,求求:(1):(1)在在 K K 接通后瞬间各电阻上电流。接通后瞬间各电阻上电流。(2)(2)流感电源稳态电流和此时流感电源稳态电流和此时C C1 1和和C C2 2上上电量。电量。解（解（1）K接通接通瞬间，电容相当于短路瞬间，电容相当于短路三个电阻并联后与电源相连接，故三个电阻并联后与电源相连接，故（2）接通很久，电容相当于断路，三个）接通很久，电容相当于断路，三个电阻串联与电源连接：电阻串联与电源连接：k R1R2R3C1C2AB BCD D第第15页页