Номер 6, страница 143 - гдз по физике 8 класс учебник Пёрышкин

Упражнение 30. § 38. Сила тока. Измерение силы тока. Глава 2. Электрические явления - номер 6, страница 143.

6. Какой электрический заряд проходит через поперечное сечение проводника за 1 с при силе тока 1 мА? Сколько электронов должно проходить через это сечение за 1 с, чтобы создать такую силу тока?

Дано:

Время $t = 1$ с
Сила тока $I = 1$ мА
Элементарный заряд $e \approx 1.6 \cdot 10^{-19}$ Кл (модуль заряда электрона, справочная величина)

$I = 1 \text{ мА} = 1 \cdot 10^{-3} \text{ А}$

Найти:

$q$ — электрический заряд
$N$ — число электронов

Решение:

Какой электрический заряд проходит через поперечное сечение проводника за 1 с при силе тока 1 мА?

Сила тока $I$ по определению равна отношению заряда $q$, прошедшего через поперечное сечение проводника, ко времени $t$, за которое этот заряд прошел.

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

Чтобы найти электрический заряд $q$, выразим его из данной формулы:

$q = I \cdot t$

Теперь подставим числовые значения в систему СИ и произведем расчет:

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

Ответ: за 1 с через поперечное сечение проводника проходит электрический заряд $1 \cdot 10^{-3}$ Кл (или 1 милликулон).

Сколько электронов должно проходить через это сечение за 1 с, чтобы создать такую силу тока?

Общий заряд $q$, который прошел через проводник, создается направленным движением $N$ электронов. Следовательно, общий заряд равен произведению числа электронов $N$ на модуль заряда одного электрона $e$.

$q = N \cdot e$

Выразим из этой формулы искомое число электронов $N$:

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

Подставим значения: заряд $q$ был найден в предыдущем пункте, а заряд электрона $e$ является фундаментальной физической константой.

$N = \frac{1 \cdot 10^{-3} \text{ Кл}}{1.6 \cdot 10^{-19} \text{ Кл}} = 0.625 \cdot 10^{(-3 - (-19))} = 0.625 \cdot 10^{16} = 6.25 \cdot 10^{15}$

Ответ: чтобы создать такую силу тока, через сечение проводника за 1 с должно пройти $6.25 \cdot 10^{15}$ электронов.