Какова длина медного проводника, если плотность тока составляет 23,5 МА/м2, напряжение на нем равно 20 В, а удельное сопротивление меди составляет 1,7 нОм×м?

Физика 9 класс Электрические цепи и законы Ома длина медного проводника плотность тока напряжение удельное сопротивление меди физика 9 класс Новый

Чтобы найти длину медного проводника, нам нужно использовать закон Ома и формулу для плотности тока. Начнем с определения необходимых параметров и формул.

Дано:

• Плотность тока (j) = 23,5 МА/м² = 23,5 * 10^6 А/м²
• Напряжение (U) = 20 В
• Удельное сопротивление меди (ρ) = 1,7 нОм×м = 1,7 * 10^-9 Ом×м

Шаг 1: Найдем сопротивление проводника (R).

Сопротивление проводника можно найти по закону Ома, который гласит:

U = R * I,

где U - напряжение, R - сопротивление, I - ток.

Сначала нам нужно выразить ток (I) через плотность тока (j) и площадь поперечного сечения (S) проводника:

I = j * S.

Подставим это в формулу для сопротивления:

R = U / I = U / (j * S).

Шаг 2: Найдем сопротивление через удельное сопротивление и длину проводника.

Сопротивление также можно выразить через удельное сопротивление:

R = ρ * (L / S),

где L - длина проводника, S - площадь поперечного сечения.

Шаг 3: Приравняем два выражения для сопротивления.

Теперь мы можем приравнять два выражения для R:

U / (j * S) = ρ * (L / S).

Упрощая, мы можем избавиться от S:

U / j = ρ * L.

Шаг 4: Найдем длину проводника (L).

Теперь выразим L:

L = U / (j * ρ).

Шаг 5: Подставим известные значения.

Подставим значения в формулу:

L = 20 В / (23,5 * 10^6 А/м² * 1,7 * 10^-8 Ом×м).

Шаг 6: Вычислим длину.

Сначала вычислим произведение плотности тока и удельного сопротивления:

23,5 * 10^6 * 1,7 * 10^-8 = 0,3995 Ом/м².

Теперь подставим в формулу для L:

L = 20 / 0,3995 ≈ 50,06 м.

Ответ: Длина медного проводника составляет примерно 50,06 метра.