Номер 6, страница 147 - гдз по физике 8 класс учебник Пёрышкин, Иванов

6. Из какого материала изготовлен проводник длиной 2 км и площадью поперечного сечения $20 \text{ мм}^2$, если сила тока, проходящего по проводнику, равна 2 А при напряжении на его концах 220 В?

Дано:

Длина проводника, $l = 2$ км

Площадь поперечного сечения, $S = 20$ мм²

Сила тока, $I = 2$ А

Напряжение, $U = 220$ В

Перевод в систему СИ:

$l = 2 \text{ км} = 2 \times 1000 \text{ м} = 2000 \text{ м}$

$S = 20 \text{ мм}^2 = 20 \times (10^{-3} \text{ м})^2 = 20 \times 10^{-6} \text{ м}^2$

Найти:

Материал проводника (для этого найдем удельное сопротивление $\rho$).

Решение:

Чтобы определить материал, из которого изготовлен проводник, необходимо найти его удельное электрическое сопротивление $\rho$ и сравнить его с табличными значениями.

Сначала найдем сопротивление проводника $R$, используя закон Ома для участка цепи:

$R = \frac{U}{I}$

Подставим известные значения напряжения и силы тока:

$R = \frac{220 \text{ В}}{2 \text{ А}} = 110 \text{ Ом}$

Сопротивление проводника также зависит от его геометрических размеров и материала. Эта зависимость выражается формулой:

$R = \rho \frac{l}{S}$

где $\rho$ — удельное сопротивление материала, $l$ — длина проводника, $S$ — площадь поперечного сечения.

Выразим из этой формулы удельное сопротивление $\rho$:

$\rho = \frac{R \cdot S}{l}$

Теперь подставим все известные и вычисленные значения в систему СИ:

$\rho = \frac{110 \text{ Ом} \cdot 20 \times 10^{-6} \text{ м}^2}{2000 \text{ м}} = \frac{2200 \times 10^{-6}}{2000} \text{ Ом} \cdot \text{м} = 1.1 \times 10^{-6} \text{ Ом} \cdot \text{м}$

Полученное значение удельного сопротивления равно $1.1 \times 10^{-6} \text{ Ом} \cdot \text{м}$. Сравнивая это значение с табличными данными удельных сопротивлений различных веществ, мы можем определить материал. Удельное сопротивление нихрома (сплава никеля и хрома) составляет примерно $1.0 - 1.2 \times 10^{-6} \text{ Ом} \cdot \text{м}$.

Таким образом, можно сделать вывод, что проводник изготовлен из нихрома.

Ответ: Проводник изготовлен из нихрома, так как его удельное сопротивление составляет $\rho = 1.1 \times 10^{-6} \text{ Ом} \cdot \text{м}$.