Скільки електронів перетинає поперечний переріз дротини за час, під час якого через неї проходить струм і виділяється

Ягода_9773

11

Чтобы решить эту задачу, нам понадобятся некоторые физические формулы и связи.

Предположим, что у нас есть проводник, по которому проходит электрический ток. Величина тока обозначается буквой \(I\) и измеряется в амперах (А).

Теплота, выделяемая в проводнике, обозначается буквой \(Q\) и измеряется в джоулях (Дж).

Электрический заряд одного электрона равен \(e = 1,6 \times 10^{-19}\) Кл (колумб).

Также, используя формулу \(Q = I \cdot V \cdot t\), где \(V\) - разность потенциалов в проводнике, а \(t\) - время прохождения тока, можем получить связь между теплотой и током в проводнике.

Теперь мы можем перейти к решению задачи.

1. Найдем количество заряда, протекающего через проводник при прохождении тока в течение времени \(t\).
Для этого воспользуемся формулой \(Q = I \cdot t\).

2. Зная, что каждый электрон несет заряд \(e\), можем найти количество электронов, пересекающих поперечное сечение проводника.

Давайте представим это на примере:

Пусть заданная величина теплоты, выделяемая в проводнике, равна \(Q = 10\) Дж.
Ток, протекающий через проводник, \(I = 2\) А.
Время прохождения тока составляет \(t = 5\) секунд.

1. Рассчитаем количество заряда, протекшего через проводник:

\[Q = I \cdot t\]
\[10 = 2 \cdot 5\]
\[10 = 10\]

2. Теперь найдем количество электронов \(N\), пересекших поперечное сечение проводника.
Количество заряда равно \(e \cdot N\), поэтому:

\[10 = 1,6 \times 10^{-19} \cdot N\]
\[\frac{10}{1,6 \times 10^{-19}} = N\]
\[N \approx 6,25 \times 10^{18}\]

Таким образом, количество электронов, пересекающих поперечное сечение проводника за указанное время, составляет около \(6,25 \times 10^{18}\) электронов.

Такой пошаговый подход позволяет понять каждый шаг решения задачи и получить максимально полное объяснение.