需要先学习的内容电势与电容器

电流与电阻

将灯泡接到电池上,灯泡立即发光。从单个电子的运动方程出发,可以求出大量电子的平均运动。

断面積1 mm²⁠の銅線に1 A⁠。电子の平均位置が1 m⁠進む時間は?

用公式解释现象

  1. 1根据电子受到的电场力,建立电子的运动方程m dvdt=⁠−e E……
  2. 2考虑碰撞引起的方向变化,求出平均速度v平均=⁠−e E τm……
  3. 3根据通过横截面的电子净数,求出电流I=⁠e n S v……
  4. 4解出v⁠,求出平均位置移动1 m⁠所需的时间v=⁠Ie n S⁠,t = Lv……
  5. 5对交流电中电子的平均速度积分,求出平均位置的变化x(t)=⁠xm (1 − cos ωt)……
  6. 下面将电子运动与电阻、电路定律联系起来
  7. 6推导电压与电流的关系V=⁠(mn e² τ)(LS)I……
  8. 7定义电阻率,并反推出相邻两次碰撞的平均时间间隔R=⁠ρ LS⁠,ρ = mn e² τ……
  9. 8用经验公式表示电阻率随温度的变化ρ≒⁠ρ₀ (1 + α t)……
  10. 9根据电场力做功的功率,求出焦耳热的产生率P=⁠V I=⁠R I²……
  11. 10根据电荷守恒和电势的关系,建立2⁠条电路定律Σ I = 0⁠,Σ V = 0……
  12. 11考虑电池内阻,求出端电压V=⁠E−⁠r I……