За какое время через поперечное сечение медного USB-кабеля с диаметром 0,33 мм и длиной 7070 см пройдет 5⋅10¹⁵ электронов, если напряжение на этом кабеле равно 3,6 В?

Физика 11 класс Электрический ток время прохождения электронов медный USB-кабель диаметр кабеля длина кабеля напряжение на кабеле количество электронов Новый

Привет! Давай разберемся с этой задачей шаг за шагом.

Для начала, нам нужно понять, сколько электронов проходит через кабель за определенное время. Для этого нам пригодится формула для тока:

I = Q / t

Где:

• I — ток (в амперах)
• Q — заряд (в кулонах)
• t — время (в секундах)

Теперь, чтобы найти заряд Q, нужно знать, сколько электронов у нас есть. Один электрон имеет заряд примерно 1,6 * 10^(-19) Кл. Таким образом, заряд 5 * 10^15 электронов будет:

Q = n * e

Где:

• n — количество электронов (5 * 10^15)
• e — заряд одного электрона (1,6 * 10^(-19) Кл)

Теперь подставим значения:

Q = 5 10^15 1,6 10^(-19) = 8 10^(-4) Кл

Теперь, чтобы найти ток, нам нужно использовать закон Ома:

I = U / R

Где:

• U — напряжение (3,6 В)
• R — сопротивление

Сопротивление R можно найти по формуле:

R = ρ * (L / A)

Где:

• ρ — удельное сопротивление меди (примерно 1,68 * 10^(-8) Ом·м)
• L — длина кабеля (7070 см = 70,7 м)
• A — поперечное сечение (можно найти по формуле A = π * (d/2)^2, где d — диаметр в метрах)

Сначала найдем A:

A = π (0,33/2 10^(-3))^2 ≈ 8,5 * 10^(-8) м²

Теперь найдем R:

R = 1,68 10^(-8) (70,7 / 8,5 * 10^(-8)) ≈ 139,7 Ом

Теперь можем найти ток I:

I = 3,6 / 139,7 ≈ 0,0257 А

Теперь, когда у нас есть I, мы можем найти время t:

t = Q / I

Подставляем значения:

t = 8 * 10^(-4) / 0,0257 ≈ 0,0311 с

Итак, время, за которое через поперечное сечение медного USB-кабеля пройдет 5 * 10^15 электронов, составляет примерно 0,0311 секунды.

Если что-то непонятно, пиши, разберемся вместе!