Какое количество электричества прошло за 1 минуту через поперечное сечение площадью 2 мм² стального провода массой 0,2 кг при напряжении 20 В?

Физика 9 класс Электрический ток и его характеристики количество электричества стальной провод напряжение 20 В площадь сечения физика 9 класс Новый

Для решения этой задачи нам нужно использовать закон Ома и формулу для расчета электрического тока. Давайте разберем шаги, которые помогут нам найти количество электричества, прошедшего через провод за 1 минуту.

Шаг 1: Найдем сопротивление провода

Сопротивление провода можно рассчитать по формуле:

R = ρ * (L / S),

где:

• R - сопротивление провода,
• ρ - удельное сопротивление материала (для стали ρ ≈ 1.0 * 10^(-7) Ом·м),
• L - длина провода,
• S - площадь поперечного сечения провода.

Однако, чтобы найти длину провода, мы можем использовать его массу и плотность. Плотность стали примерно 7850 кг/м³.

Шаг 2: Найдем длину провода

Длину провода можно рассчитать по формуле:

L = m / ρ,

где:

• m - масса провода (0,2 кг),
• ρ - плотность стали (7850 кг/м³).

Подставим значения:

L = 0,2 кг / 7850 кг/м³ ≈ 0,0000255 м.

Шаг 3: Найдем сопротивление провода

Теперь подставим длину провода и площадь поперечного сечения в формулу для сопротивления. Площадь S равна 2 мм², что в метрах будет 2 * 10^(-6) м².

Теперь подставим значения в формулу для сопротивления:

R = (1.0 * 10^(-7) Ом·м) * (0,0000255 м / (2 * 10^(-6) м²)) ≈ 0,00127 Ом.

Шаг 4: Найдем ток

Теперь, зная напряжение и сопротивление, можем найти ток по закону Ома:

I = U / R,

где:

• I - ток,
• U - напряжение (20 В).

Подставим значения:

I = 20 В / 0,00127 Ом ≈ 15748,03 А.

Шаг 5: Найдем количество электричества

Количество электричества (заряд) можно найти по формуле:

Q = I * t,

где:

• Q - заряд,
• I - ток,
• t - время в секундах (1 минута = 60 секунд).

Теперь подставим значения:

Q = 15748,03 А * 60 с ≈ 944881,8 Кл.

Ответ: Количество электричества, прошедшее через поперечное сечение провода за 1 минуту, составляет примерно 944881,8 Кл.