Номер 6, страница 211 - гдз по физике 8 класс учебник Пурышева, Важеевская

Глава 7. Электрический ток. Параграф 52. Сила тока. Амперметр. Задание 47 - номер 6, страница 211.

Условие.

6*. Вычислите число электронов, которые пройдут через лампу накаливания, включённую в цепь, как показано на рисунке 167, если ключ в цепи будет замкнут в течение 1 мин.

Рис. 167

Решение.

Дано:

Сила тока, $I = 0.18$ А (определена по показаниям амперметра на рисунке)

Время, $t = 1$ мин

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

Перевод в систему СИ:

$t = 1 \text{ мин} = 60 \text{ с}$

Найти:

Число электронов, $\text{N}$

Решение:

1. Определим силу тока в цепи по показаниям амперметра. Шкала прибора имеет предел измерения 0.2 А. Цена деления шкалы амперметра составляет $C = (0.1 \text{ А} - 0 \text{ А}) / 10 = 0.01$ А. Стрелка указывает на значение, равное $0.1 \text{ А} + 8 \cdot 0.01 \text{ А} = 0.18$ А. Таким образом, сила тока в цепи $I = 0.18$ А.

2. Сила тока по определению — это электрический заряд, проходящий через поперечное сечение проводника за единицу времени. Она вычисляется по формуле:

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

где $\text{q}$ — общий заряд, прошедший через проводник, а $\text{t}$ — время прохождения.

3. Выразим из этой формулы общий заряд, прошедший через лампу накаливания:

$q = I \cdot t$

4. Общий заряд $\text{q}$ складывается из зарядов отдельных электронов. Если $\text{N}$ — число электронов, а $\text{e}$ — заряд одного электрона (элементарный заряд), то:

$q = N \cdot e$

5. Приравняем правые части двух последних выражений, чтобы связать число электронов с силой тока и временем:

$N \cdot e = I \cdot t$

6. Выразим искомое число электронов $\text{N}$:

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

7. Подставим числовые значения и произведем вычисления:

$N = \frac{0.18 \text{ А} \cdot 60 \text{ с}}{1.6 \cdot 10^{-19} \text{ Кл}} = \frac{10.8 \text{ Кл}}{1.6 \cdot 10^{-19} \text{ Кл}} = 6.75 \cdot 10^{19}$

Ответ: через лампу накаливания за 1 минуту пройдет $6.75 \cdot 10^{19}$ электронов.