НПСФ 2003, Специална тема — Задача 2

НАЦИОНАЛНО ПРОЛЕТНО СЪСТЕЗАНИЕ ПО ФИЗИКА — Ковачевци, 21 –23.03.2003 г. — СПЕЦИАЛНА ТЕМА · 21 март 2003 г.

Условие

Според един прост модел за електрическото съпротивление, когато свободен електрон се движи спрямо кристалната решетка на метала със скорост $\vec{v}$, върху него действа сила на съпротивление $\vec{f} = -\gamma \vec{v}$. При дадена температура коефициентът $\gamma$ зависи единствено от вида на метала.

Данни: моларна маса на медта $M = 0{,}064\ \mathrm{kg/mol}$; число на Авогадро $N_A = 6{,}02\cdot 10^{23}\ \mathrm{mol^{-1}}$; специфично съпротивление на медта $\rho = 1{,}68\cdot 10^{-8}\ \Omega\cdot\mathrm{m}$; плътност на медта $d = 8{,}9\cdot 10^{3}\ \mathrm{kg/m^3}$; елементарен електричен заряд $e = 1{,}60\cdot 10^{-19}\ \mathrm{C}$; маса на електрона $m_e = 9{,}10\cdot 10^{-31}\ \mathrm{kg}$; магнитна константа $\mu_0 = 4\pi\cdot 10^{-7}\ \mathrm{H/m}$.

а) Изразете коефициента $\gamma$ чрез концентрацията на свободните електрони $n$ (броя на свободните електрони в единица обем), специфичното съпротивление на метала $\rho$ и елементарния електричен заряд $e$. (5 т) [5 т.]

б) Пресметнете числено коефициента $\gamma$ за мед, като приемете, че всеки атом мед отдава един свободен електрон. (4 т) [4 т.]

в) Дълъг, праволинеен меден проводник с радиус на напречното сечение $r = 1\ \mathrm{cm}$ се движи с постоянно ускорение $a = 200\ \mathrm{m/s^2}$, насочено успоредно на оста на проводника. Намерете индукцията на магнитното поле върху повърхността на проводника. (6 т) [6 т.]

Отговори

Решение

---

Оригинал в Архива: spec_zad.pdf · официални решения: spec_resh.pdf