Как можно определить длину изолированной медной проволоки диаметром 0,8 мм, намотанной на катушку и подключенной к сети, если амперметр показывает силу тока 0,6 А при напряжении 2,5 В? (Ожидаемый ответ - 122 м). Пожалуйста, объясните.

Физика 11 класс Электрический ток и сопротивление длина медной проволоки изолированная проволока Сила тока напряжение амперметр расчет длины проволоки физика 11 класс Новый

Чтобы определить длину изолированной медной проволоки, намотанной на катушку и подключенной к сети, нам нужно использовать закон Ома и формулу для сопротивления проводника. Давайте разберем шаги решения более подробно.

Шаг 1: Определение сопротивления

Сначала мы можем использовать закон Ома, который гласит, что напряжение (U) равно произведению силы тока (I) на сопротивление (R):

U = I * R

Из этого уравнения мы можем выразить сопротивление:

R = U / I

• Где:
• U = 2,5 В (напряжение)
• I = 0,6 А (сила тока)

Теперь подставим значения:

R = 2,5 В / 0,6 А = 4,1667 Ом

Шаг 2: Использование формулы для сопротивления проводника

Сопротивление проводника можно также выразить через его длину и площадь поперечного сечения:

R = ρ * (L / S)

Где:

• ρ - удельное сопротивление материала (для меди ρ ≈ 1,68 * 10^-8 Ом·м),
• L - длина проволоки (что мы ищем),
• S - площадь поперечного сечения проволоки.

Шаг 3: Определение площади поперечного сечения

Площадь поперечного сечения проволоки можно рассчитать по формуле:

S = π * (d/2)^2

Где d - диаметр проволоки.

В нашем случае d = 0,8 мм = 0,0008 м. Подставим значение:

S = π * (0,0008 м / 2)^2 ≈ 5,0265 * 10^-7 м²

Шаг 4: Подставление значений в формулу для сопротивления

Теперь мы можем подставить значение сопротивления и площади поперечного сечения в уравнение для сопротивления:

4,1667 Ом = (1,68 * 10^-8 Ом·м) * (L / 5,0265 * 10^-7 м²)

Шаг 5: Решение уравнения для длины проволоки

Теперь решим это уравнение для L:

L = R * S / ρ

Подставим известные значения:

L = 4,1667 Ом * 5,0265 * 10^-7 м² / (1,68 * 10^-8 Ом·м)

L ≈ 122 м

Таким образом, длина изолированной медной проволоки составляет примерно 122 метра.