《电路分析导论(原书第12版)》一习题

简介:

本节书摘来华章计算机《电路分析导论(原书第12版)》一书中的第2章 ,(美) Robert L.Boylestad 著 陈希有 张新燕 李冠林 等译更多章节内容可以访问云栖社区“华章计算机”公众号查看。

习题

2.2节
1.a.铝和银轨道电子的个数分别是13和47。画出它们的核外电子分布,简单解释它们为什么是良导体。
b.借助互联网,查找一下金的原子结构,并解释它为什么极善于导电。
2.计算图2.30中电荷Q1和Q2之间的吸引力,得数以牛顿为单位。距离分别为

  1. r=1m。     b. r=3m。
    *3.计算图2.31中电荷Q1和Q2之间的排斥力,得数以牛顿为单位,距离分别为
  2. r=1mile。b.r=10ft。c.r=(1/16)in。
    image

*4.a.画出两个异性电荷之间的吸引力(单位为N)与电荷之间距离(单位为in)的关系曲线,电荷量为±2μC,距离范围从1~10in,增量为1in。说明曲线的形状,它是线性的还是非线性的?分母中的平方项怎样影响函数值?
b.使用a中获得的图像,查找相距2.5in时的吸引力。
c.计算2.5in时的吸引力,并与b中的结果进行比较。
*5.已知两个电荷相距r1时的作用力为F1,根据最初的作用力和距离,求距离增加到r2后的作用力F2是多少?
*6.如果两个2μC电荷之间的作用力是3.6×104N,求这两个电荷之间的距离。
*7.两个带电体Q1和Q2在距离为2m时排斥力是1.8N。
a.当距离是10m时,排斥力是多少?
b.如果电荷之比Q1/Q2=1/2,求Q1和Q2(r=10m)。
2.3节
8.如果在两点之间移动20μC电荷需要1.2J的能量,那么这两点之间的电压是多少?
9.如果两点之间的电压是60V,将8mC的电荷从一点移动到另一点需要多少能量?
10.通过20mV的电压来移动电子需要120μJ的能量,计算这些电子的电荷量。
11.如果电池产生的电能是72J,那么有多少电荷通过了9V电池?
*12.a.用40V的电压移动1万亿(1012)个电子,需要多少电子伏特(eV)的能量?
b.上述能量折合多少焦耳?
c.比较a和b的结果。使用焦耳或使用电子伏特作为能量的单位,对此你能给出哪些评述?在什么条件下使用焦耳或使用电子伏特作为能量的单位?
2.4节
13.如果12mC电荷在2.8s时间内通过导线,以安培为单位,计算电流值。
14.如果312C电荷在2min内通过导线,以安培为单位,计算电流值。
15.如果40mA电流持续了0.8min,问有多少库仑的电荷通过了导线?
16.如果灯泡中的恒定电流是250mA,问在1.2min内有多少库仑的电荷流过了灯泡?
17.如果导体中的电流是2mA,那么通过6mC的电荷需要多少时间?
18.如果21.847×1018个电子在12s内通过导线,问电流大小是多少?
19.如果导体中的恒定电流是4mA,问在1min和30s内分别有多少电子通过了导体?
20.额定电流是1A的熔丝,能在1.2min内通过86C的电荷吗?
*21.如果在60ms时间内有0.84×1016个电子通过导线,问电流是多少?
*22.下面哪一种情况全部电子的总钱数最多?
a.每个电子1美分,以2mA电流通电0.01μs。
b.每个电子1美元,以100μA的电流通电1.5ns。
*23.如果200mA电流通过导体,在30s时间内将40J的电能转换成热能,那么导体两端的电位差是多少?
*24.电荷以420C/min的速率流过导体,如果需要将742J的电能在30s时间转换成热能,那么导体两端的电位差是多少?
*25.电路中两点之间的电位差是24V,如果在5ms时间消耗了0.4J的能量,那么电流是多少?
2.6节
26.一个容量为200A·h的电池,供电时间为40h,理论上能提供多大的电流?
27.电池的容量为多少安时才能在75h时间内提供0.8A电流?
28.一个32A·h的电池,对外提供1.28A的电流,理论上的供电时间是多少?
29.一个标准的12V汽车电池,容量是40A·h;而一个较重的电池,容量是60A·h。试比较每一个电池的能量和提供的起动电流大小。
30.根据图2.20所示的D型电池的容量与电流的关系曲线,若容量下降到25mA对应容量的75%,那么电池的输出电流是多少?
31.图2.21的D型电池从室温到冷凝,容量损耗的百分比是多少?
32.根据图2.22,电压保持在1.2V,电池以25mA放电和以100mA放电相比,放电时间长出多少?
*33.使用12V电源供电的便携式电视,容量为3A·h的可充电电池可以使其工作6h。工作期间的平均电流是多少?电池提供了多少焦耳的能量?
2.8节
34.根据原子结构,讨论铜成为良导体的两种特征。
35.解释术语“绝缘体”和“击穿强度”的含义。
36.列出在2.8节没有提到的绝缘体的三种用途。
37.a.根据表2.2,为了使长度为0.5in的一段空气导通,需要施加多大的电压?
b.如果将空气改成0.5in的橡胶,重复a的计算。
c.比较a和b的计算结果。
2.9节
38.什么是半导体?比较它与导体和绝缘体的区别。
39.查阅一下半导体电子学教材,关注一下锗和硅半导体的广泛应用情况,评述一下每一种材料的特性。
2.10节
40.安培计和伏特计在与电路的连接方法上有何不同?
41.按下列要求比较模拟刻度仪表和数字显示仪表:
a.哪一种仪表用起来感觉更加舒服?为什么?
b.哪一种仪表通常能提供更高的读数精度?
c.你认为模拟刻度仪表总是优于数字刻度仪表吗?请注意:在飞机驾驶舱和发电厂控制室的操作台上,大多数是模拟刻度的仪表。
d.你认为从模拟刻度仪表上读数必须具备熟练的技能吗?为什么?

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