Номер 301, страница 53 - гдз по физике 8 класс сборник задач Исаченкова, Слесарь

Дано:

$U = 1,0 \cdot 10^5$ В

$A = 1,6$ кДж

Перевод в систему СИ:

$A = 1,6 \cdot 10^3$ Дж

Также нам понадобится элементарный заряд (заряд электрона):

$e \approx 1,6 \cdot 10^{-19}$ Кл

Найти:

$\text{q}$ - ?

$\text{N}$ - ?

Решение:

Задача состоит из двух частей: нахождение общего заряда и нахождение числа электронов, составляющих этот заряд.

1. Определите заряд, который проходит между электродами.

Работа $\text{A}$, совершаемая силами электрического поля при перемещении заряда $\text{q}$ между точками с разностью потенциалов (напряжением) $\text{U}$, вычисляется по формуле:

$A = q \cdot U$

Чтобы найти заряд $\text{q}$, выразим его из этой формулы:

$q = \frac{A}{U}$

Подставим данные из условия задачи в систему СИ:

$q = \frac{1,6 \cdot 10^3 \text{ Дж}}{1,0 \cdot 10^5 \text{ В}} = 1,6 \cdot 10^{3-5} \text{ Кл} = 1,6 \cdot 10^{-2}$ Кл

Ответ: Заряд, который проходит между электродами, равен $1,6 \cdot 10^{-2}$ Кл.

2. Какое число электронов переместилось за это время от одного электрода к другому?

Электрический заряд дискретен. Общий заряд $\text{q}$ складывается из элементарных зарядов $\text{e}$, носителями которых являются электроны. Связь между общим зарядом и числом электронов $\text{N}$ выражается формулой:

$q = N \cdot e$

Отсюда можем найти число электронов $\text{N}$:

$N = \frac{q}{e}$

Подставим значение заряда $\text{q}$, найденное в первом пункте, и значение элементарного заряда $\text{e}$:

$N = \frac{1,6 \cdot 10^{-2} \text{ Кл}}{1,6 \cdot 10^{-19} \text{ Кл}} = 1 \cdot 10^{-2 - (-19)} = 1 \cdot 10^{17} = 10^{17}$

Ответ: За это время переместилось $10^{17}$ электронов.