К концам медного проводника длиной 300 м приложено напряжение 36 В. Определите среднюю скорость упорядоченного движения электронов в проводнике, если концентрация электронов проводимости в меди \(8{,}5 \cdot 10^{28} \, \text{м}^{-3} \), а удельное сопротивление \(1{,}7 \cdot 10^{-8} \, \Omega \cdot \text{м} \).
Дано:
- \( l = 300 \, \text{м} \)
- \( U = 36 \, \text{В} \)
- \( n = 8{,}5 \cdot 10^{28} \, \text{м}^{-3} \)
- \( \rho = 1{,}7 \cdot 10^{-8} \, \Omega \cdot \text{м} \)
- \( q_e = 1{,}6 \cdot 10^{-19} \, \text{Кл} \)
Найти:
- \( v_{cp} \) — среднюю скорость движения зарядов.
Решение.
Сопротивление проводника:
\( R = \rho \frac{l}{S} \).
По закону Ома:
\( I = \frac{U}{R} = \frac{US}{\rho l} \).
Сила тока через плотность заряда и скорость:
\( I = q_en v_{cp} S \).
Средняя скорость:
\( v_{cp} = \frac{I}{q_e n S} = \frac{US}{q_e n \rho l S} = \frac{U}{q_e n \rho l} \)
Подставим значения:
\(v_{cp} = \frac{36}{1{,}6 \cdot 10^{-19} \cdot 8{,}5 \cdot 10^{28} \cdot 1{,}7 \cdot 10^{-8} \cdot 300} \approx 5 \cdot 10^{-4} \, \text{м/с}\).
Ответ:
\( v_{cp} \approx 5 \cdot 10^{-4} \, \text{м/с} \).
Решебник
"Физика - Учебник" по предмету Физика за 10 класс.
Aвторы:
Буховцев Б.Б., Мякишев Г.Я., Сотский Н.Н.
Задание
К концам медного проводника длиной 300 м приложено напряжение 36 В. Определите среднюю скорость упорядоченного движения электронов в проводнике, если концентрация электронов проводимости в меди \(8{,}5 \cdot 10^{28} \, \text{м}^{-3} \), а удельное сопротивление \(1{,}7 \cdot 10^{-8} \, \Omega \cdot \text{м} \).