恒定电流的电场和磁场课件

电场和恒定电流考试试题

1 / 4 姓名： 考号：

高二物理统练

使用时间：2014-10-09 编辑人：王喜宏

本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共100分，考试时间45分钟。

第Ⅰ卷（选择题 共72分）

一、选择题（本大题共12道小题，每小题6分，在每道小题中有一个或多个选项正确，全部选对得6分，有选对但不全得3分，选错得0分）

1．如图所示，为测电源电动势和内电阻时，依据测量数据做出的路端电压与电流强度的关系图线，由图DC平行于横坐标轴，DE平行于纵坐标轴，由图可知（ ）

A．比值OEDE表示外电路电阻 B．比值CDAC表示电源内电阻

C．比值AOCO表示电源电动势 D．矩形OCDE的面积表示电源的输出功率

2．下面各图中A球系在绝缘细线的下端，B球固定在绝缘平面上，它们带电的种类以及位置已在图中标出．A球能保持静止的是( )

A. B. C. D.

3．汽车电动机启动时车灯会瞬时变暗，如图所示，在打开车灯的情况下，电动机未启动时电流表读数为10 A，电动机启动时电流表读数为58 A，若电源电动势为12.5 V，内阻为0.05 Ω.电流表内阻不计，则因电动机启动，车灯的电功率降低了( )

A．35.8 W B．43.2 W C．48.2 W D．76.8 W

4．额定电压为U0的电灯，其均匀灯丝常温下的电阻为R，下列说法中正确的是( )

A．常温下，若将灯丝均匀拉长为原来的10倍，则电阻变为10R

B．常温下，若将灯丝从中点对折起来，电阻变为14R

C．给灯丝加上从0到U0逐渐增大的电压，其UI比值不变

电场和恒定电流 电场和恒定电流考试试题

2 / 4 D．将灯丝温度降低到接近绝对零度时其电阻会突变为0

5．一质量为m的带电液滴以竖直向下的初速度v0进入某电场中。由于静电力和重力的作用，液滴沿竖直方向下落一段距离h后，速度为0，以下判断正确的是( )

姓名 __________ 学号 ____________ 《大学物理Ⅱ》答题纸 第十三章

1 第八章 恒定电流的磁场（二）

一. 选择题

[ C ]1. （基础训练2）三条无限长直导线等距地并排安放，导线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别载有1 A，2 A，3 A同方向的电流．由于磁相互作用的结果，导线Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ单位长度上分别受力F1、F2和F3，如图所示．则F1与F2的比值是：

(A) 7/16． (B) 5/8．

(C) 7/8． (D) 5/4．

提示：设导线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的电流强度分别为321,,III，产生的磁感应强度分别为321,,BBB，相邻导线相距为a，则

aaIaIlIBlIBlIFaaIaIlIBlIBlIF0103022122322203020113112111222 ,47222

式中3A.I A,2I 1A,I ,1 ,132121mlml故8/7/21FF.

[ D ]2. (基础训练6)两个同心圆线圈，大圆半径为R，通有电流I1；小圆半径为r，通有电流I2，方向如图．若r << R (大线圈在小线圈处产生的磁场近似为均匀磁场)，当它们处在同一平面内时小线圈所受磁力矩的大小为

(A) RrII22210． (B) RrII22210．

(C) rRII22210． (D) 0．

提示：大圆电流在圆心处的磁感应强度为，方向垂直纸面朝内2RIB101；小圆电流的磁矩为方向垂直纸面朝内，,222rIpm所以，小圆电流受到的磁力矩为

1 / 54 第四章 恒定电流的电场和磁场

§4.1 恒定电流的电场

§4.2 恒定电场与静电场的比拟

§4.3 恒定磁场的基本方程

§4.4 恒定磁场的矢量磁位

§4.5 介质中的磁场

§4.6 恒定磁场的边界条件

§4.7 电感的计算

§4.8 恒定磁场的能量和力

§4.1 恒定电流的电场

图 4-1 导体中的恒定电流

4.1.1 微分形式的欧姆定律和焦耳定律

它的定义是: 单位时间内通过导体任一横截面的电荷量, 数学表示式为

所以恒定电流的电流强度定义为

上式中Q是在时间t内流过导体任一横截面的电荷, I是常量。电流强度的单位为(A=C/s)。

图 4-2 电流密度矢量 dtdQtQit0limtQI2 / 54

式中J是体传导电流密度, 单位为A/m2。如果所取的面积元的法线方向 与电流方向不平行, 而成任意角θ, 如图4-2(b)所示, 则通过该面积的电流是

所以通过导体中任意截面S的电流强度与电流密度矢量的关系是

1.欧姆定律的微分形式

由实验已知, 当导体温度不变时, 通过一段导体的电流强度和导体两端的电压成正比, 这就是欧姆定律

式中R称为导体的电阻, 单位为Ω, 表示式为

或

上式中, l为导体长度; S为导体横截面; σ称为导体的电导率, 它由导体的材料决定, 单位为1/Ω·m=S/m。

表 4-1 几种材料在常温下的电阻率和电导率 dSdISIJS0limcosJdssdJdISSdsnJsdJI00nRIUSlRSdlRl3 / 54

图 4-3 推导欧姆定律微分形式

所以J=σE。在各向同性媒质中, 电流密度矢量J和电场强度E方向一致, 都是正电荷运动方向, 故有

运流电流不服从欧姆定律, 所谓运流电流, 是指电荷在真空或气体中由于电场的作用而运动时形成的电流。其电流密度是

伊犁师范学院物理与电子信息学院《大学物理学》精品课程 第11章 恒定电流和恒定磁场

◆本章学习目标

1．理解稳恒电流产生的条件；理解电流密度的概念。

2．熟练掌握欧姆定律及其微分形式。

3．理解电动势的概念；掌握闭合电路的欧姆定律。

4．了解基尔霍夫定律。

◆本章教学内容

1．电流和电流密度；电流的连续性方程。

2 电阻率；欧姆定律的微分形式；焦尔-楞次定律。

3．电源和电动势；闭合电路的欧姆定律。

4．基尔霍夫定律。

◆本章教学重点

1．电流密度。

2．欧姆定律的微分形式。

3．电源的电动势；闭合电路的欧姆定律。

◆本章教学难点

1．电流密度。

2．欧姆定律的微分形式。

3．电源的电动势；闭合电路的欧姆定律。

◆本章学习方法建议及参考资料

在中学有关电路知识的基础上，加深理解电流、稳恒电流及电动势等概念，理解稳恒电场与静电场的异同，明确稳恒电流的条件，理解其数学表达式的物理意义。在此基础上，会计算简单的含源电路。

参考资料

程守洙《普通物理学》（第五版）、张三慧《大学物理基础学》及马文蔚《物理学教程》等教材。 伊犁师范学院物理与电子信息学院《大学物理学》精品课程 §11.1电流密度 电流连续性方程

一、电流

形成电流的条件：

1．在导体内有可以自由移动的电荷（载流子）；

2．导体内部存在电场。

当导体内存在电场时，正电荷沿着电场方向运动，负电荷逆着电场的方向运动，形成电流。习惯上把正电荷运动的方向规定为电流的方向。

电流强度（I）：单位时间内通过导体中某一截面的电量。

如果在dt时间内通过导体某一截面S的电量为dq，则通过该截面的电流强度为

dtdqtqIt0lim （1）

在国际单位制中，单位：安培(A)。

二、电流密度

电流虽能描述导体横截面上的电荷流动的特征，但不能描述导体中每一点的电荷流动的特征。如图所示的不均匀导体内，正电荷在通过A、B时运动方向是不同的。