Какова сила, действующая на свободный электрон в проводнике длиной 30 см при разности потенциалов величиной

Letuchiy_Volk_517

37

Для решения данной задачи нам понадобятся несколько физических законов и формул. Первым шагом мы должны определить ток в проводнике, а затем воспользоваться формулой для расчета силы, действующей на электрон в электрическом поле.

1. Определение тока:
Ток (I) в проводнике можно рассчитать, используя закон Ома: I = U/R, где U - разность потенциалов, R - сопротивление проводника.
У нас нет информации о сопротивлении, поэтому мы не можем точно рассчитать ток. Предположим, что сопротивление составляет 1 Ом.

2. Расчет силы, действующей на электрон:
Формула для расчета силы (F), действующей на электрон в электрическом поле, имеет вид: F = q * E, где q - заряд электрона (1.6 * 10^-19 Кл), E - напряженность электрического поля.
Напряженность электрического поля (E) в однородном поле можно рассчитать с помощью формулы: E = U/l, где U - разность потенциалов, l - длина проводника.

3. Расчет силы:
У нас дано значение разности потенциалов U (разность потенциалов между концами проводника). По условию дано, что значение разности потенциалов равно 10 В.
Таким образом, у нас есть все данные для расчета силы, действующей на электрон.

Подставим полученные значения в формулу:
F = (1.6 * 10^-19 Кл) * (10 В / 30 см)

Длина проводника (l) указана в сантиметрах, поэтому ее необходимо перевести в метры:
l = 30 см = 0.3 м

Теперь, подставив значения, получим:
F = (1.6 * 10^-19 Кл) * (10 В / 0.3 м)

Рассчитаем значение:
F = (1.6 * 10^-19 Кл) * (33.3 В/м)

Данный результат выражает силу, действующую на один свободный электрон в проводнике.

Если вам нужно получить значение силы для всего проводника, необходимо умножить полученное значение на число электронов в проводнике, а также учесть, что электроны движутся в противоположном направлении. Однако, учитывая, что в условии дана лишь длина проводника и указано, что речь идет о свободном электроне, мы можем предположить, что нам не требуется расчет силы для всего проводника.

Итак, сила, действующая на свободный электрон в проводнике, при заданной разности потенциалов, составляет значение, полученное в предыдущем расчете: \(F = (1.6 \times 10^{-19} \, Кл) \times (33.3 \, В/м)\)