Электромагнетизм. Парамагнетики Положительно заряженная частица Интерференция света Объектив проекционного аппарата

Решение задач по физике и электротехники

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.


Волновая оптика