Определите среднюю скорость упорядоченного движения свободных электронов в медном проводнике сечением 1 мм2, если сила тока в нем 10 А. Принять, что на каждый атом меди приходится по два электрона проводимости. Заряд электрона 1,6×10-19 Кл, молярная масса меди 64 г/моль, число Авогадро 6,02×1023 моль-1, плотность меди 8600 кг/м3. Ответ представьте в миллиметрах за секунду и округлите до сотых.
|
Дано: |
Решение: |
|
S = 10-6 м2 I = 10 А q = 1,6×10-19кл m = 64×10-3кг/моль N = 6,02×1023моль-1 r = 8600 кг/м3 |
Если на каждый атом меди приходится по два электрона проводимости, то плотность тока в проводнике определим по формуле: j = 2qnu. Отсюда и найдем скорость электрона. u = Здесь n – концентрация электронов, которая по определению есть: |
|
u = ? |
.n = 
,
где объем проводника V можно определить через плотность меди.
V = 
Þ n =
.
а плотность тока по определению:
j = 
.
Тогда формула для скорости электронов примет вид:
u = 
.
Из соотношения
=
найдем массу провода
m = M.
Тогда окончательно скорость
u = 
=
.
u = 
= 0,39×10-3 (м/с) = 0,39 (мм/с).
Ответ: u = 0,39 мм/с
Имеются две проволоки одинаковой длины, но разного квадратного сечения, сделанные из одного и того же материала.
Вакуумный диод, у которого анод (положительный электрод) и катод (отрицательный электрод) - параллельные пластины, работает в режиме, когда между током и напряжением выполняется соотношение I = aU3/2, где a - постоянная величина:
При длительном протекании тока 1,4 А через проволоку последняя нагрелась до температуры 55°С, а при протекании тока 2,8 А до температуры 160°С.
Сколько электроэнергии (в кДж) надо потратить для получения из подкисленной воды водорода, имеющего при температуре 27 °С и давлении 100 кПа объем 2,5×10-3 м3, если электролиз ведется при напряжении 5 В, а к.п.д. установки 75%?
Цепь, приведенная на рисунке, собрана из одинаковых резисторов сопротивлением R и одинаковых вольтметров сопротивлением r.
Какое количество меди выделилось из раствора медного купороса за 100 с, если ток, протекающий через электролит, менялся по закону I(t) = (5 – 0,02t) А, где t – время в секундах?
Плоская горизонтальная фигура площадью 0,1 м2, ограниченная проводящим контуром с сопротивлением 5 Ом, находится в однородном магнитном поле.
Круглый виток провода замкнут на конденсатор емкостью 20 мкФ.
Заряженная частица влетает в однородное магнитное поле под углом 45° к линиям индукции и движется по спирали.
В однородное магнитное поле с индукцией В, направленной горизонтально, внесена конструкция, представленная на рисунке.
Кольцо радиусом 10 см из медной проволоки диаметром 1 мм помещено в однородное магнитное поле с индукцией 1 Тл так, что плоскость кольца перпендикулярна линиям индукции.
По обмотке длинного цилиндрического соленоида радиусом 0,1 м протекает постоянный ток, создающий внутри соленоида однородное магнитное поле с индукцией 0,02 Тл.
Квадратная рамка из медной проволоки, площадь которой 25 см2, помещена в однородное магнитное поле с индукцией 0,1 Тл.
Дифракция света. Принцип Гюйгенса-Френеля. Условия наблюдения дифракции. Дифракционная решетка. Дифракция рентгеновских лучей на пространственной решетке. Формула Вульфа-Брэгга. Изучение структуры кристаллов.
Поляризация света. Естественный и поляризованный свет. Двойное лучепреломление. Поляризация света при отражении. Закон Брюстера. Поляроиды и поляризационные призмы. Закон Малюса. Вращение плоскости поляризации. Сахарометрия.
| Волновая оптика |