Как можно вычислить падение напряжения на реостате, сделанном из константановой проволоки длиной 10 м, если плотность тока составляет 5 А/мм², а удельное сопротивление константана равно 0,5 мкОм·м?

Физика 11 класс Электрические цепи и законы Ома падение напряжения реостат константановая проволока длина 10 м плотность тока 5 А/мм² удельное сопротивление 0,5 мкОм·м физика 11 класс расчет падения напряжения электрические свойства материалов Новый

Чтобы вычислить падение напряжения на реостате, сделанном из константановой проволоки, мы сначала найдем его сопротивление, а затем используем закон Ома для расчета напряжения.

Шаг 1: Определение сопротивления проволоки

• Сопротивление R проволоки можно рассчитать по формуле:
  R = ρL/s,
• где ρ — удельное сопротивление материала (в нашем случае константана), L — длина проволоки, s — площадь сечения проволоки.

Дано: удельное сопротивление константана ρ = 0,5 мкОм·м, длина проволоки L = 10 м.

Теперь нам нужно вычислить площадь сечения проволоки. Для этого мы используем формулу для площади сечения круговой проволоки:

• s = πd²/4,

где d — диаметр проволоки. Однако в данной задаче нам не предоставлен диаметр, но мы знаем плотность тока, которая равна 5 А/мм². Мы можем связать её с током и площадью сечения:

• J = I/s, где J — плотность тока, I — ток.
• Отсюда: s = I/J.

Предположим, что ток I = 5 А (это значение мы можем взять для примера, так как оно соответствует плотности тока).

Теперь подставим значения в формулу для площади сечения:

• s = 5 А / (5 А/мм²) = 1 мм² = 1 * 10^-6 м².

Теперь мы можем подставить значения в формулу для сопротивления:

• R = 0,5 мкОм·м * 10 м / (1 * 10^-6 м²) = 5 мкОм.

Шаг 2: Вычисление падения напряжения

• Теперь мы можем использовать закон Ома, который гласит:
  U = IR,
• где I — ток, R — сопротивление.

Подставим известные значения:

• U = 5 А * 5 мкОм = 25 В.

Таким образом, падение напряжения на реостате составляет 25 В.