Question

Скорость упорядоченного движения электронов в проводе меняется со временем согласно уравнению 4*(10^(-5))t , м/с . Удельное сопротивление металла 2,5*(10^(-6)) Ом*см , концентрация свободных электронов 2,5*(10^(23)) см^(-3) , площадь поперечного сечения провода 5 мм^2 . Найти: заряд, прошедший через поперечное сечение провода за промежуток времени от 2 с до 4 с; напряженность электрического поля E в проводе в момент времени, равный 2 с ; зависимость удельной тепловой мощности тока w от времени.

Answer 1

Ответ:

Объяснение:

v = 4*(10^(-5))t = a*t

a= 4*(10^(-5)) м/с

S=5 мм^2=5e-6м^2

n=2,5e23см^(-3)=2,5e29м^(-3)

ρ=2,5*(10^(-6)) Ом*см = 2,5*(10^(-8)) Ом*м

I=dq/dt=e*n*v*S

q(от2 до4сек)=integral(от2 до4сек) e*n*v*S*dt =e*n*a*S*t^2/2(от2 до4сек)=

=1.6e-19*2,5e29*4e-5*5e-6*(4^2-2^2)/2 = 48 Кл - это ответ

F=ma=q*E

E=ma/q=9,1e-31*4e-5/1,6e-19=2,275E-16 В/м - это ответ (в этом ответе я не уверен)

R=ρL/S

Q=I²Rt=(e*n*v*S)²ρL/S*t

w=Q/(L*t)=(e*n*v*S)²ρ/S=(e*n)²*S*ρ*v²=(e*n)²*S*ρ*a²*t²=(e*n*a)²*S*ρ*t²=(1,6e-19*2,5e29*4e-5)²*5e-6*2,5e-8*t²=0,32*t² Вт/м - это ответ

Answer 2

Для решения задачи, нам сначала нужно найти скорость электронов в проводе в зависимости от времени. Для этого у нас уже есть уравнение для скорости:

v(t) = 4 * 10^(-5) * t м/с

1. Заряд, прошедший через поперечное сечение провода за промежуток времени от 2 с до 4 с:

Для нахождения заряда, нам нужно вычислить интеграл скорости по времени в указанном интервале времени:

Q = ∫[2,4] v(t) dt

Q = ∫[2,4] (4 * 10^(-5) * t) dt

Q = 4 * 10^(-5) * ∫[2,4] t dt

Q = 4 * 10^(-5) * [0.5 * t^2] от 2 до 4

Q = 4 * 10^(-5) * [0.5 * (4^2 - 2^2)]

Q = 4 * 10^(-5) * [0.5 * (16 - 4)]

Q = 4 * 10^(-5) * [0.5 * 12]

Q = 4 * 10^(-5) * 6 = 2.4 * 10^(-4) Кл

Таким образом, заряд, прошедший через поперечное сечение провода за промежуток времени от 2 с до 4 с, составляет 2.4 * 10^(-4) Кл (колумб).

2. Напряженность электрического поля E в проводе в момент времени,