Безопасной для человека считается сила тока 1 мА. Какой заряд проходит за 1 с при такой силе тока? Сколько электронов должно проходить через поперечное сечение проводника за 1 с, чтобы создавать такую силу тока?
Дано:
I = 1 мА;
$q_{э} = 1,6 * 10^{-19}$ Кл;
t = 1 с.
Найти:
q − ?
N − ?
СИ:
I = 0,001 А.
Решение:
$I = \frac{q}{t}$;
q = It;
$q = 0,001 * 1 = 0,001$ Кл;
$N = \frac{q}{q_{э}}$;
$N = \frac{0,001}{1,6 * 10^{-19}} = 6,25 * 10^{15}$.
Ответ: 0,001 Кл; $6,25 * 10^{15}$ электронов.
Для решения данной задачи нужно разобраться с несколькими физическими понятиями: силой тока, зарядом и элементарным зарядом электрона.
Сила тока (I):
Сила тока определяется как количество заряда (Q), проходящего через поперечное сечение проводника за единицу времени (t). Это выражается формулой:
$$
I = \frac{Q}{t}
$$
Здесь I — сила тока в амперах (А), Q — заряд в кулонах (Кл), и t — время в секундах (с).
Заряд (Q):
Заряд измеряется в кулонах. В задаче необходимо найти заряд, который проходит через проводник за определённое время при известной силе тока. Используя вышеуказанную формулу, можно выразить заряд как:
$$
Q = I \cdot t
$$
Элементарный заряд электрона (e):
Электрон обладает отрицательным элементарным зарядом, который равен примерно $1{,}6 \times 10^{-19}$ кулона. Этот заряд используется для определения количества электронов, проходящих через проводник.
Количество электронов (n):
Для определения количества электронов, которые проходят через поперечное сечение проводника, можно использовать следующую зависимость:
$$
n = \frac{Q}{e}
$$
где n — количество электронов, Q — общий заряд, а e — элементарный заряд.
Таким образом, для решения задачи вам необходимо:
− Подставить известные значения силы тока и времени в формулу для заряда, чтобы найти Q.
− Использовать найденное значение заряда для определения количества электронов, используя элементарный заряд электрона.
Эти шаги позволят получить ответы на оба вопроса задачи.
Пожауйста, оцените решение
