内容正文:
复习第 5 天 电路理论综合
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一、电流定义与微观表达式
电流是电荷的定向移动形成的,其一般表达式为
t
q
I ,即单位时间内通过
导体某一横截面的电荷量。其中需注意溶液中电流计算时题目中的“坑”,如叙
述为:单位时间内通过横截面的正电荷为 q,由于溶液是电中性,则单位时间通
过该横截面的电荷量为 2q。
电流的微观表达式: nesvI ,其中 n 为单位体积内自由电荷数目,e 表示
每个自由电荷的带电量,s 表示导体的横截面积,v 表示自由电荷定向移动的速
率(需注意的是若 n 表示单位长度的自由电荷数目,则电流 I 对应变为 nev)。
公式推导如下:
复习第 5 天 电路理论综合
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【练习时刻 1】
一根长为 L 、横截面积为 S 的金属棒,其材料的电阻率为 ρ ,棒内单位
体积的自由电子数为 n ,电子的质量为 m ,电荷量为 e ,在棒两端加上恒定
的电压时,棒内产生电流,自由电子定向运动的平均速率为 v,则金属棒内的电
场强度大小为( )。
A.
mv2
2eL
B.
nmSv2
e
C. ρnev
D.
ρev
SL
怎么样,这才第一道哦~GO GO GO!!!
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【练习时刻 2】
恒定电流电路内各处电荷的分布是稳定的,任何位置的电荷都不可能越来越
多或越来越少,此时导体内的电场的分布和静电场的性质是一样的,电路内的电
荷、电场的分布都不随时间改变,电流恒定。
(1)a.写出图中经 Δt 时间通过 0、1、2、3 的电量 0q 、 1q 、 2q 、 3q 满足
的关系,并推导并联电路中干路电流 I0 和各支路电流 I1 、 I2 、 I3 之间的
关系;
b.研究将一定量电荷 Δq 通过如图不同支路时电场力做功 ΔW1 、 ΔW2 、 3W
的关系并说明理由;由此进一步推导并联电路中各支路两端电压 U1 、U2 、
U3 之间的关系;
c.推导图中并联电路等效电阻 R 和各支路电阻 R1 、 R2 、 R3 的关系。
(2)定义电流密度 j 的大小为通过导体横截面电流强度 I 与导体横截面积 S
的比值,设导体的电阻率为 ,导体内的电场强度为 E ,请推导电流密度 j 的
大小和电场强度 E 的大小之间满足的关系式。
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