Вариант 5*, страница 72 - гдз по физике 10 класс самостоятельные и контрольные работы Ерюткин, Ерюткина

Авторы: Ерюткин Е. С., Ерюткина С. Г.
Тип: Самостоятельные и контрольные работы
Серия: классический курс
Издательство: Просвещение
Год издания: 2018 - 2025
Уровень обучения: базовый и углублённый
Цвет обложки: оранжевый изображены шестерни механизма
ISBN: 978-5-09-098314-3
Популярные ГДЗ в 10 классе
Самостоятельная работа № 1. Сила тока. Электрическое напряжение. Постоянный электрический ток. Электродинамика - страница 72.
Вариант 5* (с. 72)
Условие. Вариант 5* (с. 72)
скриншот условия

Вариант 5*
1. Сила тока в цепи изменяется согласно графику, представленному на рисунке. Определите заряд, прошедший по цепи за 8 мин.
2. Во сколько раз отличается работа электрического поля в двух разных проводниках с одинаковым напряжением на концах, если за одно и то же время в первом проводнике через поперечное сечение прошло $6 \cdot 10^{20}$ электронов, а во втором — $1,2 \cdot 10^{19}$ электронов?
Решение. Вариант 5* (с. 72)
1. Дано:
График зависимости силы тока $\text{I}$ от времени $\text{t}$.
Общее время $t_{общ} = 8 \text{ мин}$.
Максимальная сила тока $I_{max} = 6 \text{ мА}$.
Перевод в систему СИ:
$t_{общ} = 8 \text{ мин} = 8 \cdot 60 \text{ с} = 480 \text{ с}$.
$I_{max} = 6 \text{ мА} = 6 \cdot 10^{-3} \text{ А}$.
Найти:
$\text{q}$ - ?
Решение:
Электрический заряд, прошедший по цепи, численно равен площади фигуры под графиком зависимости силы тока от времени $I(t)$.
Фигуру под графиком можно разбить на две простые фигуры: прямоугольник (для интервала времени от $t_0 = 0$ до $t_1 = 6 \text{ мин}$) и прямоугольный треугольник (для интервала времени от $t_1 = 6 \text{ мин}$ до $t_2 = 8 \text{ мин}$).
Общий заряд $\text{q}$ будет равен сумме зарядов, прошедших на этих двух участках: $q = q_1 + q_2$.
1. Вычислим заряд $q_1$ на первом участке (площадь прямоугольника):
Сила тока на этом участке постоянна: $I = 6 \text{ мА} = 6 \cdot 10^{-3} \text{ А}$.
Продолжительность участка: $\Delta t_1 = 6 \text{ мин} = 6 \cdot 60 \text{ с} = 360 \text{ с}$.
$q_1 = I \cdot \Delta t_1 = (6 \cdot 10^{-3} \text{ А}) \cdot (360 \text{ с}) = 2,16 \text{ Кл}$.
2. Вычислим заряд $q_2$ на втором участке (площадь треугольника):
Продолжительность участка: $\Delta t_2 = 8 \text{ мин} - 6 \text{ мин} = 2 \text{ мин} = 120 \text{ с}$.
Высота треугольника соответствует максимальной силе тока в начале этого участка: $I_{max} = 6 \text{ мА} = 6 \cdot 10^{-3} \text{ А}$.
$q_2 = \frac{1}{2} \cdot I_{max} \cdot \Delta t_2 = \frac{1}{2} \cdot (6 \cdot 10^{-3} \text{ А}) \cdot (120 \text{ с}) = 0,36 \text{ Кл}$.
3. Найдем общий заряд:
$q = q_1 + q_2 = 2,16 \text{ Кл} + 0,36 \text{ Кл} = 2,52 \text{ Кл}$.
Ответ: Заряд, прошедший по цепи за 8 мин, равен 2,52 Кл.
2. Дано:
$U_1 = U_2 = U$ (напряжение одинаково)
$t_1 = t_2 = t$ (время одинаково)
$N_1 = 6 \cdot 10^{20}$ (число электронов в первом проводнике)
$N_2 = 1,2 \cdot 10^{19}$ (число электронов во втором проводнике)
Найти:
$\frac{A_1}{A_2}$ - ?
Решение:
Работа электрического поля $\text{A}$ по перемещению заряда $\text{q}$ при напряжении $\text{U}$ вычисляется по формуле:
$A = q \cdot U$
Заряд $\text{q}$, прошедший через поперечное сечение проводника, связан с числом электронов $\text{N}$ и элементарным зарядом $\text{e}$ ($e \approx 1,6 \cdot 10^{-19} \text{ Кл}$) соотношением:
$q = N \cdot e$
Подставив второе выражение в первое, получим формулу для работы:
$A = N \cdot e \cdot U$
Запишем выражения для работы в первом ($A_1$) и втором ($A_2$) проводниках:
$A_1 = N_1 \cdot e \cdot U_1$
$A_2 = N_2 \cdot e \cdot U_2$
По условию задачи, напряжение на концах проводников одинаково ($U_1 = U_2 = U$). Найдем, во сколько раз отличается работа, для этого найдем отношение $A_1$ к $A_2$:
$\frac{A_1}{A_2} = \frac{N_1 \cdot e \cdot U}{N_2 \cdot e \cdot U}$
Величина элементарного заряда $\text{e}$ и напряжение $\text{U}$ сокращаются:
$\frac{A_1}{A_2} = \frac{N_1}{N_2}$
Подставим числовые значения $N_1$ и $N_2$:
$\frac{A_1}{A_2} = \frac{6 \cdot 10^{20}}{1,2 \cdot 10^{19}} = (\frac{6}{1,2}) \cdot (\frac{10^{20}}{10^{19}}) = 5 \cdot 10^{20-19} = 5 \cdot 10^1 = 50$
Ответ: Работа электрического поля в первом проводнике в 50 раз больше, чем во втором.
Другие задания:
Вариант 3
стр. 71Вариант 4
стр. 71Вариант 5*
стр. 71Вариант 1
стр. 71Вариант 2
стр. 72Вариант 3
стр. 72Вариант 4
стр. 72Вариант 5*
стр. 72Вариант 1
стр. 73Вариант 2
стр. 73Вариант 3
стр. 73Вариант 4
стр. 73Вариант 5*
стр. 73Вариант 1
стр. 74Вариант 2
стр. 74к содержанию
список заданийПомогло решение? Оставьте отзыв в комментариях ниже.
Присоединяйтесь к Телеграм-группе @top_gdz
ПрисоединитьсяМы подготовили для вас ответ c подробным объяснением домашего задания по физике за 10 класс, для упражнения Вариант 5* расположенного на странице 72 к самостоятельным и контрольным работам серии классический курс 2018 года издания для учащихся школ и гимназий.
Теперь на нашем сайте ГДЗ.ТОП вы всегда легко и бесплатно найдёте условие с правильным ответом на вопрос «Как решить ДЗ» и «Как сделать» задание по физике к упражнению Вариант 5* (с. 72), авторов: Ерюткин (Евгений Сергеевич), Ерюткина (Светлана Григорьевна), ФГОС (старый) базовый и углублённый уровень обучения учебного пособия издательства Просвещение.