Какова напряженность электрического поля в железном проводнике длиной 2м и площадью поперечного сечения 0,4 мм, через
Какова напряженность электрического поля в железном проводнике длиной 2м и площадью поперечного сечения 0,4 мм, через который протекает ток, если за минуту выделяется теплота в размере 48 Дж?
20.12.2023 05:53
Инструкция:
Напряженность электрического поля в проводнике может быть рассчитана с использованием формулы:
E = V/d,
где E - напряженность электрического поля, V - напряжение, создающее поле в проводнике, и d - расстояние между электродами.
В данной задаче проводник имеет длину 2 м и площадь поперечного сечения 0,4 мм. Также нам дается информация о выделяющейся теплоте.
Для решения задачи, нам необходимо использовать закон Джоуля-Ленца. Этот закон гласит, что мощность выделяемого тепла в проводнике пропорциональна квадрату силы тока, умноженному на сопротивление проводника:
P = I^2 * R,
где P - мощность (в данном случае, теплота), I - сила тока и R - сопротивление проводника.
Данный закон можно переписать как:
P = I^2 * (V / I) = V * I.
Теперь мы можем подставить в формулу значения из задачи и выразить силу тока:
P = V * I,
P = R * I^2,
I = sqrt(P / R).
Мы также можем использовать формулу для сопротивления проводника:
R = ρ * (L / A),
где R - сопротивление проводника, ρ - удельное сопротивление материала проводника, L - длина проводника и A - площадь поперечного сечения проводника.
Итак, мы можем решить задачу следующим образом:
1. Найдем сопротивление проводника, используя формулу R = ρ * (L / A).
2. Найдем силу тока I, используя формулу I = sqrt(P / R).
3. Найдем напряженность электрического поля E, используя формулу E = V / d.
Например:
Определить напряженность электрического поля в железном проводнике длиной 2м и площадью поперечного сечения 0,4 мм, через который протекает ток, если за минуту выделяется теплота в размере 50 Дж.
Совет:
При решении задачи обратите внимание на значения единиц измерения различных физических величин. Убедитесь, что приводите все единицы к соответствующим значениям. Обратите внимание на значения удельного сопротивления для материала, из которого изготовлен проводник.
Практика:
Определите напряженность электрического поля в проводнике длиной 1,5 м и площадью поперечного сечения 0,2 мм, через который протекает ток с силой 2А. Допустим, мощность выделяемого тепла составляет 60 Дж.