Физика в задачах для поступающих в вузы - Турчина Н.В.
ISBN 978-5-94666-452-3
Скачать (прямая ссылка):
11.13.4. Определите среднюю скорость направленного движения электронов вдоль медного проводника при плотности тока j = 11 А/мм2, если считать, что на каждый атом меди приходится один свободный электрон.
11.13.5. Какова напряженность электрического поля в никелиновом проводнике сечением площадью S = 1 мм2 при силе тока I = 1 А?
11.13.6. Какую скорость направленного движения имеют свободные электроны внутри алюминиевого провода длиной 1 = 2 м, к концам которого приложено напряжение U = 2 В? Считать, что в проводнике на каждый атом алюминия приходится один свободный электрон.
11.13.7. В медном проводнике плотность тока j = 0,36 А/мм2. Какая сила действует на каждый свободный электрон со стороны электрического поля?
11.13.8. По двум проводникам одинакового
сечения S = 5 мм2 проходит ток (рис. 11.13.1). I
Удельное сопротивление первого проводника ____________ ».________
P1 = 1,7-10-8 Ом • м, второго — р2 = 110 х Pi р2
х 10-8 Ом • м. Оцените знак и модуль заряда, возникающего на поверхности контакта проводников, а также поверхностную плотность Рис. 11.13.1 заряда, если сила тока I = 5 А.
11.13.9. Вычислите отношение сопротивлений вольфрамовой проволоки при температурах t0 = 0 °С и t = 2400 °С.
• 11.13.10. Вольфрамовая нить электрической лампочки при t1 = 20 °С имеет сопротивление R1 = 35,8 Ом. Какова будет температура t2 нити лампочки, если при включении в сеть напряжением U = 120 В по нити идет ток I = 0,33 А?
• 11.13.11. Нихромовая спираль нагревательного элемента должна иметь сопротивление R = 30 Ом при температуре накала
285
t = 900 °С. Какой длины надо взять проволоку поперечным сечением S = 0,6 мм2, чтобы сделать эту спираль?
• 11.13.12. Реостат из железной проволоки, амперметр и генератор включены последовательно. При t0 = 0 °С сопротивление реостата R0 = 120 Ом, сопротивление амперметра RAo = 20 Ом. Амперметр показывает силу тока I0 = 22 мА. Какую силу тока I будет показывать амперметр, если реостат нагреется на ДТ = 50 K?
11.13.13. На сколько процентов изменится мощность, потребляемая электромагнитом, обмотка которого выполнена из медной проволоки, при изменении температуры от 0 до 20 °С?
11.13.14. Для определения температурного коэффициента сопротивления алюминия на катушку алюминиевой проволоки подавали одно и то же напряжение. При погружении этой катушки в тающий лед сила тока Ii = 29 мА, а при опускании в кипяток —
I2 = 20 мА. Найдите по этим данным температурный коэффициент сопротивления алюминия.
11.13.15. Найдите удельное сопротивление латуни при температуре t = 50 °С. Удельное сопротивление латуни при температуре 20 °С взять из таблиц.
11.13.16. При температуре 0 °С сопротивление волоска угольной лампы R = 480 Ом. Определите, чему равно сопротивление этого волоска при температуре t = 1500 °С, если для угля а = -0,0005 K-i.
11.13.17. Насколько отличаются сопротивления телеграфной линии длиной 1 = 100 км летом и зимой, если она проложена железным проводом поперечного сечения S = 10 мм2? Температуру летом считать равной ti = 25 °С, зимой t2 = -20 °С.
11.13.18. При нагревании серебряного проводника сечением S = 5 • 10-2 мм2 его сопротивление возрастает на AR = 1,5 • 10-2 Ом, а внутренняя энергия увеличивается на Ди = 1,6 Дж. Найдите температурный коэффициент серебра.
11.14. Электролиз. Законы Фарадея
11.14.1. Сколько выделится серебра при электролизе за время t = 20 мин, если сила тока I = 4 А?
11.14.2. Две электролитические ванны с растворами AgNO3 и CUSO4 соединены последовательно. Какая масса m2 меди выделится за время, в течение которого выделилось серебро массой mi = 180 г?
11.14.3. Сколько атомов двухвалентного цинка можно выделить за время t = 5 мин при пропускании тока I = 2,5 А через раствор сернокислого цинка? Электрохимический эквивалент цинка считать известным.
286
• 11.14.4. За какое время при электролизе раствора хлорной меди (CuCl2) на катоде выделится медь массой m = 4,74 г, если сила тока I = 2 А?
• 11.14.5. Амперметр, включенный последовательно с электролитической ванной с раствором AgNO3, показывает силу тока I = 0,9 А. Правильны ли показания амперметра, если за время т = = 5 мин прохождения тока выделилось серебро массой m = = 316 мг?
11.14.6. Две электролитические ванны соединили последовательно. В первой ванне выделился цинк массой mi = 3,9 г, во второй за это же время выделилось m2 = 2,24 г железа. Цинк двухвалентен. Какова валентность железа?
• 11.14.7. При электролизе раствора серной кислоты за время т = 30 мин выделился водород массой m = 2 • 10-4 кг. Определите максимальную силу тока, протекающего через электролит, если сила тока нарастала по линейному закону. Электрохимический эквивалент водорода k = 10-8 кг/Кл.
11.14.8. При никелировании изделия сила тока в течение первых t1 = 15 мин равномерно увеличивалась от нуля до Imax = 5 А, затем в течение времени t2 = 1 ч оставалась постоянной и последние
із = 15 мин равномерно уменьшалась до нуля. Определите массу выделившегося никеля. Электрохимический эквивалент никеля считать известным.
