ГДЗ-Физика-задачник-11кл-Рымкевич-2004-www.frenglish.ru (10 - 11 класс - Рымкевич), страница 12

Решение. Силы токов 11 и Уз, протекающих в обоих проводниках, равны друг другу, так как проводники соединены последовательно. Воспользовавшись выражением для силы тока У = пиЯе из предыдущей задачи,получим: пи Я е = пизЯ е, где Я = п11 /4 — площадь поперечного сечения про- 2 водника, поэтому 11з о 11 У2 В2 1 Ответ: о1/из = 4. 117 852. Найти скорость упорядоченного движения электронов о в стальном проводнике, концентрация электронов провогв -г димости в котором л = 10 м при напряженности поля Е = 96 мв/м.

Решение. Запишем закон Ома в форме, связывающей плотность тока/ с напряженностью поля Е: /=Е/р, где р — удельное сопротивление. Используя выражение /= псе, получаем: Е У= —. пер Вычисления: О,О96 В/м У= 10 м . 1,6 10 Кл 12 10 Ом м = 0,5 мм/с. Ответ: и = 0,5 мм/с. 853. Найти скорость упорядоченного движения электронов г в медном проводе площадью поперечного сечения 26 мм при силе тока 50 А, считая, что на каждый атом приходится один электрон проводимости.

Решение. Воспользуемся выражением для скорости п электронов, полученным в задаче 850: 1 У= —. лЯе Концентрация и электронов равна концентрации атомов меди, так как на каждый атом приходится один з з электрон, поэтому и = р/гп, где р = 8,9 10 кг/м -26 плотность меди, пг = 10,6 10 кг — масса атома меди.

118 Вычисления: и=84 10 м 50 А 8,4 10 м . 25 10 и 1,6 10 Кл 28 -3 -8 2 = 0,15 мм/с. Ответ: и = 0,15 мм(с. 854 При какой температуре сопротивление серебряного проводника станет в 2 раза больше, чем при 0 'С? Решение. Сопротивление проводника В = Во(1+ аО, где Во — сопротивление при 1 = 0 'С, а = 0,004 'С температурный коэффициент сопротивления серебра. По условию задачи В= 2Во следовательно, 2Во = Вот1 + оО откуда 1=а -1 1 = 250 "С. 0,004 'С Ответ: 1 = 250 'С.

855 Для определения температурного коэффициента сопротивления меди на катушку медной проволоки подавали одно и то же напряжение. При погружении этой катушки в тающий лед сила тока была 14 мА, а при опускании в кипяток сила тока стала 10 мА. Найти по этим данным температурный коэффициент сопротивления меди. 119 Решение. Так как напряжение У = Ж в обоих случаях одинаково, то ~1В1 ~2В2' Подставив в это равенство выражения для сопротивлений В,.

= Во(1 + а1,.) при двух температурах, получим: УдВо(1 + Ш1) = 12но(1 + п12), откуда 1 2 1212 — 1,г, где?1 = 0'С, 12 = 100'С. Вычисления: = 0 004'С 10 мА 100 'С Ответ: а = 0,004 К 856 почему электрические лампы накаливания чаще всего перегорают в момент включения? Решение. В момент включения сила тока во много раз больше номинальной, так как сопротивление холодной нити мало. 857 почему в момент включения в сеть мощного приемника (например, алектрокамина) лампочки в квартире могут на мгновение едва пригаснуть? Решение.

Лампочки освещения и электроприборы обычно подключены параллельно, поэтому при включении электрокамина резко увеличивается сила тока, а следовательно, и падение напряжения в подводящих проводах. В результате падение напряжения в сети освещения уменьшается. 120 858.

На сколько процентов изменится мощность, потребляемая электромагнитом, обмотка которого выполнена из медной проволоки, при изменении температуры от О до 30 'С? Решение. Потребляемая мощность г Р= —. В Учитывая зависимость сопротивления от температуры, определим, на сколько процентов изменится потребляемая мощность при изменении температуры от( до гг: В = Во(1+ о(). Из этих двух выражений следует, что '1 )г п(гг (1) Р, 1 4агг Вычисления: г г 0004 С (30 С вЂ” 0 С) 11оу 1 е 0,004'С 30'С Ответ: = 11'/э . .Р! )г э Р 85Э.

На баллоне электрической лампы написано 220 В, 100 Вт. Для измерения сопротивления нити накала в холодном состоянии на лампу подали напряжение 2 В, при этом сила тока была 54 мА. Найти приблизительно температуру наквла вольфрамовой нити. Решение. На баллоне электрической лампы указывается рассеиваемая мощностьР переменного тока. Следовательно, сопротивление горящей лампы г В=— Р 121 где У = 220  — эффективное значение напряжения.

При малом напряжении У, = 2 В лампа не нагревает- ся, поэтому сопротивление Уг В1 =— 1 можно считать равным сопротивлению спирали при комнатной температуре (1 = 20 'С): Сопротивление горящей лампы запишем в виде „г Е?о11+ аг,) = —, где г — температура нагретой спирали. Тогда для вольфрама а = 0,0048 'С Вычисления: (1 е 0,0048 'С 20 'С К 220 В) . 0,054 А 2В 100 Вт 0,0048 'С вЂ”, = 2800'С. 0,00483 'С Ответ: 1 = 2800 'С, 860. Найти удельное сопротивление стали при 50 'С.

Решение. Воспользуемся выражением зависимости удельного сопротивления р от температуры г а = ао(1+ аг). 122 Если известно р1 при некоторой температуре З Р1 = Ро(1 + о?1). то из этих двух уравнений получим р1(1 + аз) Р= 1+ аз, где р1= 12 10 Ом м, и = 0,006'С Вычисления: р = 12 10 8 Ом м 1 + 0,006'С 50'С 1 + 0,006'С 20'С = 1,4 10 Ом м. Ответ: р = 1,4 10 Ом м. 861. Концентрация электронов проводимости в германии и -з при комнатной температуре л = 3 10 м . Какую часть составляет число электронов проводимости от общего числа атомов? Решение. Концентрация атомов в германии и р "~ А а а где р — плотность германия, ФА — постоянная Аво- гадро, М вЂ” молярная масса вещества.

Вычисления: з гз -1 5,4 10 кг/м 6 10 моль 4 5 . 1028 -3 0,0726 кг/моль 19 -3 в 3 10 м 6 7 10-19 па 45 10 м Ответ: —" = 6,7 10 л, 123 863 для получения примесной проводимости нужного типа в полупроводниковой технике часто применяют фосфор, галлий, мышьяк, индий, сурьму. Какие из этих элементов можно ввести в качестве примеси в германий, чтобы получить электронную проводимость? Решение. Валентность германия равна 4, следовательно, для получения примесной электронной проводимости в германий необходимо добавить в качестве примеси элементы с валентностью 5.

Среди перечисленных в условии задачи это фосфор, мышьяк, сурьма. 864 к концам цепи, состояптей из последовательно включенных термистора и резистора сопротивлением 1 кОм, подано напряжение 20 В. При комнатной температуре сила тока в цепи была б мА. Когда термистор опустили в горячую воду, сила тока в цепи стала 10 мА. Во сколько раз изменилось в результате нагрева сопротивление термистора? Решение. Сопротивление цепи, состоящей из последовательно включенного термистора сопротивлением12 и резистора Яо, есть ~т ~0' Сила тока в цепи при начальной температуре равна: а после нагревания 2 ~У 2 ?т2 Из последних двух уравнений получим: 12~~с1 1?тг 12(~ Я, 11и— 12 пс1 124 Вычисления: Втг 5 10 А(20  — 0,001 А 10 Ом) т1 10 А(20  — 0,005 А 10 Ом) Ответ: сопротивление термистора уменьшилось в 3 раза.

865. 1?а рисунке 40 приведены графики зависимости силы тока, идущего через фоторезистор, от приложенного напряжения. Какой график относится к освещенному фоторезистору и какой к находящемуся в темноте? Применим ли закон Ома к данному фоторезистору и при каких условиях? Во сколько раз сопротивление освещенного фоторезистора меньше затемненного? Решение. Концентрация и но- ? сителей заряда в зоне проводимости в фоторезисторе увеличивается с увеличением его освещенности. Чем больше освещенность, тем больше сила тока и Рис. 40 1 = пеоЯ при одном и том же приложенном напряжении. Следовательно, график 2 на рисунке соответствует освещенному фоторезистору.

Закон Ома справедлив, если концентрация носителей постоянна, поэтому он применим к фоторезистору, находящемуся в условиях постоянного освещения. Из графика определяем отношение сопротивлений освещенного В и затемненного В, резисторов: Вг 1?4?г г 1 Г й??, ?г З' Ответ: график 2 относится к освещенному фоторезистору; закон Ома применим только при постоянном освещении; сопротивление освещенного фоторезистора меньше в 3 раза. 125 866 Фоторезистор. который в темноте имеет сопротивление 25 кОм, включили последовательно с резистором сопротивлением 5 кОм.

Когда фоторезистор осветили, сила тока в цепи (при том же направлении) увеличилась в 4 раза. Каким стало сопротивление фоторезистораг Решение. Из закона Ома следует выражение для токов в случае освещенного1, и затемненного 1 фоторезисторов: 1 У У ° 1г = ~~1 Во В2 ~ ~0 где  — сопротивление резистора. Поэтому 12 ~2+ ~О 12 Вз + ~~о 12 1 ~ 2 О) ВО' 1, Вычисления: В =125 10 Ом+5 10 Ом)- — 5 10 Ом= 2,5кОм. 4 Ответ: В = 2,5 кОм.

868. В усилителе, собранном на транзисторе по схеме с общей базой, сила тока в цепи змиттера равна 12 мА, в цепи базы 500 мкА. Найти силу тока в цепи коллектора. Решение. В усилителе, собранном на транзисторе по схеме с общей базой, справедливо следующее соотношение между токами базы 1, коллектора 1„и змиттера 1,: 1э 1к + 1б' Следовательно, 1„= 1, — 1б = 12 мА — 0,6 мА = 11,4 мА. Ответ: 1 = 11,4 мА. 126 870 скорость электрона при выходе с поверхности катода, покрытого оксидом бария, уменьшилась в 2 раза.

Найти скорость электрона до и после выхода из катода. Решение. Из закона сохранения энергии следует Ег=Е1 — Е, г лгох 2 г "1 2 Так как и = 2и, то г ш "г 2 г 2 тогда Иг = ~~— 8, где Е = 1,6 10 Дж. Вычислемияг 2 1,6 . 10 Дж 340 км/с г -гг 3 91 10 кг и = 680 км/с. Ответ: ог = 340 км/с, и = 680 км/с. 871 . ~11 з г .В диоде электрон подходит к аноду со скоростью 8 Мм/с. Найти анодное напряжение. г В этой и последующих задачах данного параграфа, если нет специальных оговорок, считать, что начальная скорость электрона равна О.