Сила тока в электрической цепи, содержащей проводник сопротивлением 12 Ом, равна 0,06 А. После того как к проводнику последовательно присоединили стальной провод площадью поперечного сечения 1 мм2, сила тока в цепи стала 0,04 А. Определите длину провода. Удельное сопротивление стали 0,12 Ом • мм2 /м
Дано:
- Сопротивление первого проводника \( R_1 = 12 \, \Omega \),
- Общая сила тока в цепи \( I_{\text{общее}} = 0{,}04 \, \text{А} \),
- Сопротивление стали:
\( R_{\text{стали}} = \frac{U}{I_{\text{общее}}} - R_1 = \frac{U}{I_{\text{общее}}} - 12. \)
Решение для длины провода
Дано:
- Сопротивление первого проводника \( R_1 = 12 \, \Omega \),
- Сила тока в цепи после подключения второго проводника \( I = 0{,}04 \, \text{А} \),
- Удельное сопротивление стали \( \rho = 0{,}12 \, \Omega \cdot \text{мм}^2 / \text{м} \),
- Площадь поперечного сечения второго проводника \( S = 1 \, \text{мм}^2 = 1 \cdot 10^{-6} \, \text{м}^2 \).
Найти: \( l \) — длину стального провода.
Общее сопротивление цепи:
По закону Ома:
\( R_{\text{общее}} = \frac{U}{I}. \)
Напряжение \( U \) на всей цепи равно:
\( U = I \cdot R_1 = 0{,}06 \, \text{А} \cdot 12 \, \Omega = 0{,}72 \, \text{В}. \)
Сопротивление цепи после подключения стального провода:
\( R_{\text{общее}} = \frac{0{,}72}{0{,}04} = 18 \, \Omega \).
Сопротивление стального провода:
Сопротивление второго проводника \( R_{\text{стали}} \):
\( R_{\text{стали}} = R_{\text{общее}} - R_1 = 18 - 12 = 6 \, \Omega \).
Вычисление длины провода:
Сопротивление проводника выражается через удельное сопротивление:
\( R_{\text{стали}} = \rho \cdot \frac{l}{S}. \)
Выразим длину \( l \):
\( l = \frac{R_{\text{стали}} \cdot S}{\rho}. \)
Подставим значения:
\( l = \frac{6 \cdot 1 \cdot 10^{-6}}{0{,}12} = 50 \, \text{м} \).
Ответ: Длина стального провода составляет \( 50 \, \text{м} \).
Решебник
"Физика - Учебник" по предмету Физика за 8 класс.
Aвторы:
Иванов А.И., Перышкин И.М.
Задание
Сила тока в электрической цепи, содержащей проводник сопротивлением 12 Ом, равна 0,06 А. После того как к проводнику последовательно присоединили стальной провод площадью поперечного сечения 1 мм2, сила тока в цепи стала 0,04 А. Определите длину провода. Удельное сопротивление стали 0,12 Ом • мм2 /м