медный проводник имеет длинут 500 м и площадь поперечного сечения 0,5 мм2..а)чему равна сила тока в проводнике при напряжении на его концах 12В?удельное
10-11 класс
|
сопротивление меди 1,7 умножить 10 -8 степени Ом умноженных на м б)Определите скорость упорядоченного движения электронов.Концентрацию свободного движения для меди равной 8,5 умножить на 10 в 28 степени метров в минус 3 степени ,а модуль заряда электрона равным 1,6 умножить на 10 в минус 19 степени Кл в)К первому проводнику последовательно подсоединили второй медный проводник вдвое большего диаметра.Какой будет скорость упорядоченного движения электронов во втором проводнике?
Решение для вопроса а)
Что мы знаем о токе, напряжении и сопротивлении?
I=U/R, U=I*R
I - ток в Амперах,
U - напряжение в Вольтах
R - сопротивление в Омах
Что такое ток величиной в 1 Ампер?
Это такой ток, при котором за 1 секунду через проводник проходит заряд в 1 Кулон.
1 А = 1 Кл/с (1 Ампер равен 1 Кулон в секунду)
Что нам известно из условий?
U = 12 В - напряжение
р = 1,7*10e-8 Ом*м - удельное сопротивление "ро" (величина сопротивления проводника сечением 1 квадратный метр и длиной 1 метр).
Наш проводник имеет сечение S=0,5 мм^2 или 0,0000005 м^2 или 0,5*10e-6 м^2 (в одном кв. метре 1000000 кв.миллиметров - 1000*1000) и длину L=500м
Получаем сопротивление проводника
R=p*L/S=1,7*10e-8 * 500 / 0,5*10e-6 = 0,000000017*500/0,0000005 = 17 Ом
Ток тогда будет:
I=U/R=12/17 A (0,706... Aмпер)
Решение для вопроса б)
Сила тока I так же выражается через следующие величины:
I=e*n*S*Vср
е - заряд электрона, Кл
n - концентрация электронов, шт/м^3 (штук на кубометр)
S - площадь сечения, м^2
Vср - средняя скорость упорядоченного движения электронов, м/с
Поэтому
Vср=I/(e*n*S)= (12/17) / (1,6*10e-19 * 8,5*10e+28 * 0,5*10e-6) = 11,657*10e-3 м/с (или 11,657 мм/с)
Решение для вопроса в)
Рассуждаем аналогично решению а) и б)
Сначала нужно найти общий ток (общее сопротивление).
Т.к. в условии в) говорится о диаметре, делаем вывод, что все провода круглого сечения.
Длина второго провода не указана. Допустим, она тоже 500м.
Площадь круга определяется соотношением:
S=(пи*D^2)/4,
где D - диаметр круга,
пи = 3,1415926.
Таким образом, при увеличении диаметра вдвое, площадь сечения провода увеличивается вчетверо,
при увеличении диаметра втрое, площадь сечения провода увеличивается в девять раз и т.д.
Итого S2 = S1*4 = 0,5*10e-6 * 4 = 2*10e-6 М^2
Если площадь сечения провода увеличилась вчетверо, то, при такой же длине, его сопротивление уменьшится вчетверо.
Итого R2=R1/4 = 17/4 Ом = 4,25 Ом
Общее сопротивление при последовательном соединении суммируется, поэтому
I=U/R=U/(R1+R2)=12/(17+17/4)= 48/85 = 0,5647.... A
Упорядоченная скорость электронов для второго проводника тогда будет:
Vср=I/(e*n*S2) = (48/85)/(1,6*10e-19 * 8,5*10e+28 * 2*10e-6) = 0,02076*10e-3 м/с (или 0,02076 мм/с)
Другие вопросы из категории
оту равную 100 дж. при этом внутреняя энергия газа
прежнем направлении.Найти скорость большей части снаряда
Читайте также
2. Определите силу тока в цепи, включенной под напряжение 127 В, если сопротивление цепи 24 Ом.
3. Начертите схему электрической цепи, состоящей из последовательно соединенных источника тока, лампы накаливания, двух резисторов и ключа. Как включить в эту цепь вольтметр, чтобы измерить напряжение на лампе?
4. Определите напряжение на концах проводника, удельное сопротивление которого 0,1 Ом*мм2(в квадрате)/м, если его длинна 3м, поперечное сечение 0,05 мм2 (в квадрате), а сила тока в нём 0,5 А. В
последовательно или параллельно? (см. рисунок 129 во вложении)
3. определите сопротивление проводника по графику (рис.130 во вложении) зависимости силы тока в нем от напряжения на его концах.
перенесен заряд 10,5 Кл? Чему равна сила тока в проводнике?
проводника?
A. Увеличится в 5 раз.
Б. Уменьшится в 5 раз.
B. Не изменится.
2. Как изменится сила тока, протекающего по проводнику, если напряжение на его концах и площадь сечения проводника увеличить в 2 раза?
A. Не изменится.
Б. Уменьшится в 4 раза.
B. Увеличится в 4 раза.
3. По вольт-амперной характеристике проводника, изображенной на рисунке 1, определите, какой из проводников имеет наибольшее сопротивление.
А.1. В. 2. В. 3.
4. Каково сопротивление резистора, если при напряжении 8 В сила тока в резисторе 4 мкА?
А. 4 МОм. Б. 2 МОм. В. 8 МОм.
5. На рисунке 2 показана вольт-амперная характеристика проводника. Определите сопротивление проводника.
А. 3000 Ом. Б. 4000 Ом. В. 2000 Ом.
проводника. Отношение заряда электрона к его массе е/те = 1,76 • 10^11 Кл/кг.
2,В проводнике, площадь поперечного сечения которого 1 мм2, сила тока 1,6 А. Концентрация электронов в проводнике 1023м~3 при температуре 20 °С. Найдите среднюю скорость направленного движения электронов и сравните ее с тепловой скоростью электронов.
3,За 4 с сила тока в проводнике л'инейно возросла с 1 до 5 А. Постройте график зависимости силы тока от времени. Какой заряд прошел через поперечное сечение проводника за это время?