Номер 435, страница 68 - гдз по физике 8 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Электрические явления. Сила тока - номер 435, страница 68.

Условие.

435. Безопасной для человека считается сила тока 1 мА. Какой заряд проходит за 1 с при такой силе тока? Сколько электронов должно проходить через поперечное сечение проводника за 1 с, чтобы создавать такую силу тока?

Решение.

Дано:

Сила тока, $I = 1 \text{ мА}$

Время, $t = 1 \text{ с}$

Элементарный заряд, $e \approx 1.6 \cdot 10^{-19} \text{ Кл}$

Перевод в систему СИ:
$I = 1 \text{ мА} = 1 \cdot 10^{-3} \text{ А}$

Найти:

Заряд, $q - ?$

Число электронов, $N - ?$

Решение:

Какой заряд проходит за 1 с при такой силе тока?

Сила тока по определению — это физическая величина, равная отношению электрического заряда, прошедшего через поперечное сечение проводника, ко времени его прохождения.

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

Из этой формулы можно выразить заряд $\text{q}$:

$q = I \cdot t$

Подставим данные из условия задачи:

$q = 10^{-3} \text{ А} \cdot 1 \text{ с} = 10^{-3} \text{ Кл}$

Ответ: за 1 секунду при силе тока 1 мА проходит заряд, равный $10^{-3} \text{ Кл}$ (1 мКл).

Сколько электронов должно проходить через поперечное сечение проводника за 1 с, чтобы создавать такую силу тока?

Электрический ток в проводниках создается упорядоченным движением свободных электронов. Общий заряд $\text{q}$, прошедший через сечение, равен произведению числа электронов $\text{N}$ на заряд одного электрона $\text{e}$:

$q = N \cdot e$

Отсюда выразим число электронов $\text{N}$:

$N = \frac{q}{e}$

Подставим значение заряда $\text{q}$, вычисленное в предыдущем пункте, и значение элементарного заряда $\text{e}$:

$N = \frac{10^{-3} \text{ Кл}}{1.6 \cdot 10^{-19} \text{ Кл}} = 0.625 \cdot 10^{16} = 6.25 \cdot 10^{15}$

Ответ: через поперечное сечение проводника за 1 секунду должно проходить $6.25 \cdot 10^{15}$ электронов.