Номер 51.5, страница 183 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 51. Сила тока. Напряжение. Сопротивление. Глава 7. Электрические явления - номер 51.5, страница 183.

51.5 [н] Сколько электронов пересекает поперечное сечение проводника за 1 с при силе тока 2 А?

Дано:

Время $t = 1$ с
Сила тока $I = 2$ А
Заряд электрона (элементарный заряд) $e \approx 1.6 \cdot 10^{-19}$ Кл

Найти:

Число электронов $N$

Решение:

Сила тока по определению — это количество заряда $q$, которое проходит через поперечное сечение проводника за единицу времени $t$. Математически это выражается формулой:

$I = \frac{q}{t}$

Из этой формулы можно найти общий заряд $q$, прошедший через проводник:

$q = I \cdot t$

С другой стороны, общий заряд $q$ складывается из зарядов отдельных электронов. Если через сечение прошло $N$ электронов, каждый из которых имеет заряд $e$, то общий заряд равен:

$q = N \cdot e$

Приравнивая правые части двух выражений для заряда $q$, получаем:

$I \cdot t = N \cdot e$

Теперь из этого уравнения можно выразить искомое число электронов $N$:

$N = \frac{I \cdot t}{e}$

Подставим данные из условия задачи и значение элементарного заряда в полученную формулу:

$N = \frac{2 \text{ А} \cdot 1 \text{ с}}{1.6 \cdot 10^{-19} \text{ Кл}} = \frac{2}{1.6 \cdot 10^{-19}} = 1.25 \cdot 10^{19}$

Ответ: за 1 секунду поперечное сечение проводника пересекает $1.25 \cdot 10^{19}$ электронов.