9 задач по физике для 10 класса по теме «Электрический ток в металлах» — от простых к сложным, с ответами и подробными решениями. Решите задачу, введите ответ числом — сайт сразу проверит его. Если не получается, откройте решение: дано, формула, вычисление.
Через металлический проводник проходит электрический ток силой 2 А. Определите электрический заряд, проходящий через поперечное сечение проводника за 3 минуты.
Дано: I = 2 А; t = 3 мин = 180 с.
Решение: Электрический заряд определяется по формуле Q = It.
Q = 2 · 180 = 360 Кл.
Ответ: 360 Кл.
За 2 минуты через поперечное сечение металлического проводника прошёл электрический заряд 480 Кл. Определите силу тока в проводнике.
Дано: Q = 480 Кл; t = 2 мин = 120 с.
Решение: Сила тока определяется по формуле I = Q/t.
I = 480/120 = 4 А.
Ответ: 4 А.
Через металлический проводник прошёл электрический заряд 3,2 · 10⁻¹⁸ Кл. Определите количество электронов, прошедших через поперечное сечение проводника. Модуль заряда электрона e = 1,6 · 10⁻¹⁹ Кл.
Дано: Q = 3,2 · 10⁻¹⁸ Кл; e = 1,6 · 10⁻¹⁹ Кл.
Решение: Количество электронов определяется по формуле N = Q/e.
N = (3,2 · 10⁻¹⁸)/(1,6 · 10⁻¹⁹) = 20.
Ответ: 20.
Через металлический проводник с площадью поперечного сечения 1,5 мм² проходит ток силой 3 А. Определите плотность электрического тока в проводнике. Ответ выразите в А/мм².
Дано: I = 3 А; S = 1,5 мм².
Решение: Плотность тока определяется по формуле j = I/S.
j = 3/1,5 = 2 А/мм².
Ответ: 2 А/мм².
Сопротивление металлического проводника при температуре 20 °C составляет 10 Ом. Температурный коэффициент сопротивления материала равен 0,004 °C⁻¹. Определите сопротивление проводника при температуре 70 °C. Считайте температурную зависимость сопротивления линейной.
Дано: R₀ = 10 Ом; t₀ = 20 °C; t = 70 °C; α = 0,004 °C⁻¹.
Решение: Зависимость сопротивления металла от температуры определяется формулой R = R₀(1 + αΔt), где Δt = t − t₀.
Δt = 70 − 20 = 50 °C.
R = 10 · (1 + 0,004 · 50) = 10 · 1,2 = 12 Ом.
Ответ: 12 Ом.
Нагревательный элемент изготовлен из металлического проводника сопротивлением 24 Ом. Через него проходит ток силой 0,5 А в течение 2 минут. Определите количество теплоты, выделившееся в проводнике за это время.
Дано: R = 24 Ом; I = 0,5 А; t = 2 мин = 120 с.
Решение: Количество теплоты, выделяемое током в проводнике, определяется законом Джоуля — Ленца: Q = I²Rt.
Q = 0,5² · 24 · 120 = 0,25 · 24 · 120 = 720 Дж.
Ответ: 720 Дж.
Медный провод длиной 10 м имеет площадь поперечного сечения 1 мм². Удельное электрическое сопротивление меди равно 1,7 · 10⁻⁸ Ом · м. Определите электрическое сопротивление провода.
Дано: l = 10 м; S = 1 мм² = 1 · 10⁻⁶ м²; ρ = 1,7 · 10⁻⁸ Ом · м.
Решение: Сопротивление проводника определяется по формуле R = ρl/S.
R = (1,7 · 10⁻⁸ · 10)/(1 · 10⁻⁶) = 0,17 Ом.
Ответ: 0,17 Ом.
Через металлический проводник за 5 секунд проходит электрический ток силой 0,8 А. Определите количество электронов, прошедших через поперечное сечение проводника за это время. Модуль заряда электрона равен 1,6 · 10⁻¹⁹ Кл.
Дано: I = 0,8 А; t = 5 с; e = 1,6 · 10⁻¹⁹ Кл.
Решение: Сначала определим электрический заряд, прошедший через поперечное сечение проводника: Q = It.
Q = 0,8 · 5 = 4 Кл.
Количество электронов определим по формуле N = Q/e.
N = 4/(1,6 · 10⁻¹⁹) = 2,5 · 10¹⁹.
Ответ: 2,5 · 10¹⁹.
Два металлических резистора сопротивлениями 2 Ом и 4 Ом соединены последовательно и подключены к источнику постоянного напряжения 12 В. Определите количество теплоты, выделившееся во втором резисторе за 3 минуты. Сопротивлением соединительных проводов пренебречь.
Дано: R₁ = 2 Ом; R₂ = 4 Ом; U = 12 В; t = 3 мин = 180 с.
Решение: 1. При последовательном соединении общее сопротивление равно сумме сопротивлений: R = R₁ + R₂.
R = 2 + 4 = 6 Ом.
2. По закону Ома для участка цепи определим силу тока: I = U/R.
I = 12/6 = 2 А.
3. По закону Джоуля — Ленца определим количество теплоты, выделившееся во втором резисторе: Q₂ = I²R₂t.
Q₂ = 2² · 4 · 180 = 4 · 4 · 180 = 2880 Дж.
Ответ: 2880 Дж.