Номер 3, страница 304 - гдз по физике 10 класс учебник Мякишев, Буховцев

Вопросы к параграфу. Параграф 91. Закон Кулона. Единица электрического заряда. Глава 14. Электростатика - номер 3, страница 304.

Условие.

Решение.

Решение 3.

Единица электрического заряда в Международной системе единиц (СИ) называется Кулон (обозначается Кл, международное обозначение — C).

Современное определение Кулона, принятое в 2019 году в рамках реформы СИ, основано на фиксации точного численного значения элементарного электрического заряда $e$. Элементарный заряд — это фундаментальная физическая константа, равная по модулю заряду протона или электрона.

Согласно определению, значение элементарного заряда установлено как:

$e = 1.602176634 \times 10^{-19}$ Кл (точно)

Исходя из этого, один Кулон определяется как электрический заряд, равный заряду $1 / (1.602176634 \times 10^{-19})$ элементарных зарядов. Это составляет примерно $6.241509074 \times 10^{18}$ элементарных зарядов.

Также Кулон можно определить через единицу силы тока (Ампер) и времени (секунда). Один Кулон — это количество электричества (заряд), проходящее через поперечное сечение проводника при силе тока 1 Ампер за время 1 секунда.

Математически это выражается формулой:

$q = I \cdot t$

где $q$ — заряд в Кулонах (Кл), $I$ — сила тока в Амперах (А), $t$ — время в секундах (с). Таким образом, $1 \text{ Кл} = 1 \text{ А} \cdot 1 \text{ с}$.

Важно отметить, что до 2019 года Ампер был основной единицей, и Кулон определялся через него. Сейчас же, наоборот, элементарный заряд $e$ является точно определённой константой, что делает Кулон фундаментально определённой единицей, а Ампер (как 1 Кулон в секунду) становится производной единицей.

Ответ:

Единица электрического заряда в системе СИ — Кулон (Кл). Современное определение Кулона основано на фиксированном значении элементарного заряда $e$ (заряда электрона/протона), которое принято равным точно $1.602176634 \times 10^{-19}$ Кл. Таким образом, 1 Кулон — это заряд, эквивалентный совокупному заряду примерно $6.2415 \times 10^{18}$ протонов. Также Кулон определяется как заряд, который проходит через поперечное сечение проводника за 1 секунду при силе тока 1 Ампер ($1 \text{ Кл} = 1 \text{ А} \cdot \text{с}$).