Một lượng kim loại được nấu nóng chảy và kéo thành một đoạn dây dẫn. Cho dòng điện $I$

Câu hỏi số 953083:

Vận dụng

Một lượng kim loại được nấu nóng chảy và kéo thành một đoạn dây dẫn. Cho dòng điện $I$ chạy qua đoạn dây đó thì thời gian trung bình một electron đi từ đầu đến cuối đoạn dây là 4 giờ 30 phút. Nếu đoạn dây đó được nấu nóng chảy rồi kéo thành đoạn dây có chiều dài gấp đôi chiều dài ban đầu, sau đó vẫn cho dòng điện $I$ như trên chạy qua thì thời gian trung bình một electron đi từ đầu đến cuối đoạn dây bằng bao nhiêu phút?

Trả lời:

Đáp án đúng là:

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:953083

Phương pháp giải

Sử dụng công thức tốc độ trôi $v = \dfrac{I}{\left. n \cdot \middle| e \middle| \cdot S \right.}$.

Thời gian electron đi hết đoạn dây có chiều dài $\mathcal{l}$ là $t = \dfrac{\mathcal{l}}{v}$.

Áp dụng định luật bảo toàn thể tích: Thể tích khối kim loại không đổi $V = S \cdot \mathcal{l} = const$.

Giải chi tiết

Thời gian trung bình electron đi từ đầu đến cuối dây là:

$t = \dfrac{\mathcal{l}}{v} = \dfrac{\mathcal{l}}{\dfrac{I}{\left. n \cdot \middle| e \middle| \cdot S \right.}} = \dfrac{\left. n \cdot \middle| e \middle| \cdot (\mathcal{l} \cdot S) \right.}{I} = \dfrac{\left. n \cdot \middle| e \middle| \cdot V \right.}{I}$

Từ biểu thức $t = \dfrac{\left. n \cdot \middle| e \middle| \cdot V \right.}{I}$, ta thấy thời gian $t$ hoàn toàn phụ thuộc vào thể tích lượng kim loại, mà không phụ thuộc vào việc ta kéo dây dài hay ngắn (vì khi kéo dài gấp đôi $\mathcal{l}_{2} = 2\mathcal{l}_{1}$, thì tiết diện tự động giảm đi một nửa $S_{2} = 0,5S_{1}$, làm vận tốc trôi tăng gấp đôi, bù trừ hoàn toàn cho quãng đường dài ra).

Do đó, thời gian trung bình electron đi hết đoạn dây mới vẫn không thay đổi.

Đổi thời gian ban đầu ra phút:

$t_{1} = 4h30\text{phút} = 270\text{phút}$

Vậy thời gian lúc sau $t_{2}$ cũng bằng $270\text{phút}$.

Đáp án cần điền là: 270

Group 2K9 ôn Thi ĐGNL & ĐGTD Miễn Phí

Câu hỏi trước Câu tiếp theo

>> 2K9 Học trực tuyến - Định hướng luyện thi TN THPT, ĐGNL, ĐGTD ngay từ lớp 11 (Xem ngay) cùng thầy cô giáo giỏi trên Tuyensinh247.com. Bứt phá điểm 9,10 chỉ sau 3 tháng, tiếp cận sớm các kì thi.