Question

Определить силу тока, если быстрота изменения массы электронов проводимости, прошедших через поперечное сечение проводника равна 2 нг/с.
Очень нужно решение​

Answer 1

Для решения этой задачи необходимо использовать уравнение неразрывности, которое связывает скорость движения электронов с плотностью тока:

j = nev,

где j - плотность тока, n - концентрация электронов, e - заряд электрона, v - средняя скорость электронов.

Из уравнения можно выразить силу тока:

I = jA,

где I - сила тока, A - поперечное сечение проводника.

Таким образом, объединяя два уравнения, получим:

I = nevA

Дано значение быстроты изменения массы:

dm/dt = 2 нг/с

Это означает, что через поперечное сечение проводника проходит электрический заряд, масса которого уменьшается на 2 нг в секунду. Так как заряд электрона не изменяется, то рассматриваемый электрический заряд может быть составлен из n электронов.

Тогда можно записать следующее соотношение:

2 нг/с = n * me,

где me - масса электрона.

Так как значение массы электрона известно, то отсюда можно выразить концентрацию электронов:

n = (2 нг/с) / me = 3.24 * 10^13 м^-3

Используя данную концентрацию, можно вычислить силу тока:

I = nevA

Значение средней скорости электронов v неизвестно, поэтому можно пользоваться приближенным значением порядка 10^5 м/с (для меди), если концентрация исследуемого металла не указана. Тогда:

I = nevA = (3.24 * 10^13 м^-3) * (1.6 * 10^-19 Кл) * (10^5 м/с) * A

где Кл - кулон, единица заряда.

Отметим, что значение поперечного сечения проводника A не дано в задаче и должно быть известно для определения силы тока.