На главную страницу
Поиск задач
Найти задачу можно, введя ее условие. Если с первого раза не нашли решение на нужное готовое задание, попробуте поиск по другим похожим ключевым фразам из ее условия

Задачи на тему Ток в металлах, жидкостях и газах


20 пример 1. По железному проводнику, диаметр d сечения которого равен 0,6 мм, течет ток 16 A. Определить среднюю скорость <v> направленного движения электронов, считая, что концентрация n свободных электронов равна концентрации n\' атомов проводника.

20 пример 2. В цепь источника постоянного тока с ЭДС ξ=6 В включен резистор сопротивлением R=80 Ом. Определить: 1) плотность тока в соединительных проводах площадью поперечного сечения S=2 мм2; 2) число N электронов, проходящих через сечение проводов за время t=1 c. Сопротивлением источника тока и соединительных проводов пренебречь.

20 пример 3. Пространство между пластинами плоского конденсатора имеет объем V=375 см3 и заполнено водородом, который частично ионизирован. Площадь пластин конденсатора S=250 см2. При каком напряжении U между пластинами конденсатора сила тока I, протекающего через конденсатор, достигнет значения 2 мкА, если концентрация n ионов обоих знаков в газе равна 5,3*107 см-3? Принять подвижность ионов b+=5,4*10-4 м2/(В*с), b-=7,4*10-4 м2/(В*с).

20 пример 4. Определить скорость u (мкм/ч), с которой растет слой никеля на плоской поверхности металла при электролизе, если плотность тока j, протекающего через электролит, равна 30 А/м. Никель считать двухвалентным.

20.1 Сила тока I в металлическом проводнике равна 0,8 A, сечение S проводника 4 мм2. Принимая, что в каждом кубическом сантиметре металла содержится n=2,5*1022 свободных электронов, определить среднюю скорость <v> их упорядоченного движения.

20.2 Определить среднюю скорость <v> упорядоченного движения электронов в медном проводнике при силе тока I=10 А и сечении S проводника, равном 1 мм2. Принять, что на каждый атом меди приходится два электрона проводимости.

20.3 Плотность тока j в алюминиевом проводе равна 1 А/мм2. Найти среднюю скорость <v> упорядоченного движения электронов, предполагая, что число свободных электронов в 1 см3 алюминия равно числу атомов.

20.4 Плотность тока j в медном проводнике равна 3 А/мм2. Найти напряженность E электрического поля в проводнике.

20.5 В медном проводнике длиной l=2 м и площадью S поперечного сечения, равной 0,4 мм2, идет ток. При этом ежесекундно выделяется количество теплоты Q=0,35 Дж. Сколько электронов N проходит за 1 с через поперечное сечение этого проводника?

20.6 В медном проводнике объемом V=6 см3 при прохождении по нему постоянного тока за время t=1 мин выделилось количество теплоты Q=216 Дж. Вычислить напряженность E электрического поля в проводнике.

20.7 Металлический проводник движется с ускорением a=100 м/с2. Используя модель свободных электронов, определить напряженность E электрического поля в проводнике.

20.8 Медный диск радиусом R=0,5 м равномерно вращается (ω=104 рад/с) относительно оси, перпендикулярной плоскости диска и проходящей через его центр. Определить разность потенциала U между центром диска и его крайними точками.

20.9 Металлический стержень движется вдоль своей оси со скоростью v=200 м/с. Определить заряд Q, который протечет через гальванометр, подключаемый к концам стержня, при резком его торможении, если длина l стержня равна 10 м, а сопротивление R всей цепи (включая цепь гальванометра) равно 10 мОм.

20.10. Удельная проводимость у металла равна 10 МСм/м. Вычислить среднюю длину <ℓ> свободного пробега электронов в металле, если концентрация n свободных электронов равна 1028 м-3. Среднюю скорость u хаотического движения электронов принять равной 1 Мм/с.

20.11. Исходя из модели свободных электронов, определить число z соударений, которые испытывает электрон за время t=1 c, находясь в металле, если концентрация n свободных электронов равна 1029 м-3. Удельную проводимость у металла принять равной 10 МСм/м.

20.12. Исходя из классической теории электропроводности металлов, определить среднюю кинетическую энергию <е> электронов в металле, если отношение λ/γ теплопроводности к удельной проводимости равно 6,7*10-6 B2/К.

20.13 Определить объемную плотность тепловой мощности w в металлическом проводнике, если плотность тока j=10 А/мм2. Напряженность E электрического поля в проводнике равна 1 мВ/м.

20.14. Термопара медь-константан с сопротивлением R1=5 Ом присоединена к гальванометру, сопротивление R2 которого равно 100 Ом. Один спай термопары погружен в тающий лед, другой-в горячую жидкость. Сила тока 1 в цепи равна 37 мкА. Постоянная термопары k=43 мкВ/К. Определить температуру t жидкости.

20.15. Сила тока 1 в цепи, состоящей из термопары с сопротивлением R1=4 Ом и гальванометра с сопротивлением R3=80 Ом, равна 26 мкА при разности температур Δt спаев, равной 50 °С. Определить постоянную k термопары.

20.16 При силе тока I=5 А за время t=10 мин в электролитической ванне выделилось m=1,02 г двухвалентного металла. Определить его относительную атомную массу Аr.

20.17 Две электролитические ванны соединены последовательно. В первой ванне выделилось m1=3,9 г цинка, во второй за то же время m2=2,24 г железа. Цинк двухвалентен. Определить валентность железа.

20.18 Электролитическая ванна с раствором медного купороса присоединена к батарее аккумуляторов с ЭДС ξ=4 В и внутренним сопротивлением r=0,1 Ом. Определить массу m меди, выделившейся при электролизе за время t=10 мин, если ЭДС поляризации ξп=1,5 В и сопротивление R раствора равно 0,5 Ом. Медь двухвалентна.

20.19 Определить толщину h слоя меди, выделившейся за время t=5 ч при электролизе медного купороса, если плотность тока j=80 А/м2.

20.20 Сила тока, проходящего через электролитическую ванну с раствором медного купороса, равномерно возрастает в течение времени Δt=20 с от I0=0 до I=2 A. Найти массу m меди, выделившейся за это время на катоде ванны.

20.21 В электролитической ванне через раствор прошел заряд Q=193 кКл. При этом на катоде выделился металл количеством вещества ν=1 моль. Определить валентность Z металла.

20.22 Определить количество вещества ν и число атомов N двухвалентного металла, отложившегося на катоде электролитической ванны, если через раствор в течение времени t=5 мин шел ток силой I=2 A.

20.23 Сколько атомов двухвалентного металла выделится на 1 см2 поверхности электрода за время t=5 мин при плотности тока j=10 А/м2?

20.24 Энергия ионизации атома водорода Ei=2,18*10-18 Дж. Определить потенциал ионизации Ui водорода.

20.25 Какой наименьшей скоростью vmin должен обладать электрон, чтобы ионизировать атом азота, если потенциал ионизации Ui азота равен 14,5 В?

20.26 Какова должна быть температура T атомарного водорода, чтобы средняя кинетическая энергия поступательного движения атомов была достаточна для ионизации путем соударений? Потенциал ионизации Ui атомарного водорода равен 13,6 B.

20.27. Посередине между электродами ионизационной камеры пролетела α-частица, двигаясь параллельно электродам, и образовала на своем пути цепочку ионов. Спустя какое время после пролета α-частицы ионы дойдут до электродов, если расстояние d между электродами равно 4 см, разность потенциалов U=5 кВ и подвижность ионов обоих знаков в среднем b=2 см2/(В*с)?

20.28. Азот ионизируется рентгеновским излучением. Определить проводимость G азота, если в каждом кубическом сантиметре газа находится в условиях равновесия n0=107 пар ионов. Подвижность положительных ионов b+=1,27 см2/(В*с) и отрицательных b_=1,81 см2/(В*с).

20.29 Воздух между плоскими электродами ионизационной камеры ионизируется рентгеновским излучением. Сила тока I, текущего через камеру, равна 1,2 мкА. Площадь S каждого электрода равна 300 см2, расстояние между ними d=2 см, разность потенциалов U=100 B. Найти концентрацию n пар ионов между пластинами, если ток далек от насыщения. Подвижность положительных ионов b+=1,4 см2/(В*с) и отрицательных b-=1,9 см2/(В*с). Заряд каждого иона равен элементарному заряду.

20.30 Объем V газа, заключенного между электродами ионизационной камеры, равен 0,5 л. Газ ионизируется рентгеновским излучением. Сила тока насыщения Iнас=4 нА. Сколько пар ионов образуется в 1 с в 1 см3 газа? Заряд каждого иона равен элементарному заряду.

20.31. Найти силу тока насыщения между пластинами конденсатора, если под действием ионизатора в каждом кубическом сантиметре пространства между пластинами конденсатора ежесекундно образуется n0=108 пар ионов, каждый из которых несет один элементарный заряд. Расстояние d между пластинами конденсатора равно 1 см, площадь S пластины равна 100 см2.

20.32. В ионизационной камере, расстояние d между плоскими электродами которой равно 5 см, проходит ток насыщения плотностью j=16 мкА/м2. Определить число n пар ионов, образующихся в каждом кубическом сантиметре пространства камеры в 1 c.

online-tusa.com