ID: 00007072
В справочнике физических свойств различных материалов представлена следующая таблица.
Вещество | Плотность в твёрдом состоянии, г/см³ | Удельное электрическое сопротивление (при 20 °C), Ом·мм²/м |
|---|---|---|
Алюминий | 2,7 | 0,028 |
Железо | 7,8 | 0,1 |
Константан (сплав) | 8,8 | 0,5 |
Латунь | 8,4 | 0,07 |
Медь | 8,9 | 0,017 |
Никелин (сплав) | 8,8 | 0,4 |
Нихром (сплав) | 8,4 | 1,1 |
Серебро | 10,5 | 0,016 |
Используя данные таблицы, выберите из предложенного перечня два верных утверждения. Запишите в ответе их номера.
1) При равных размерах проводник из латуни будет иметь меньшую массу и меньшее электрическое сопротивление по сравнению с проводником из меди.
2) При равных размерах проводник из серебра будет иметь самую маленькую массу.
3) Проводники из константана и никелина при одинаковых размерах будут иметь одинаковые электрические сопротивления.
4) При замене спирали электроплитки с никелиновой на нихромовую такого же размера электрическое сопротивление спирали увеличится.
5) При последовательном включении проводников из железа и никелина, имеющих одинаковые размеры, потребляемая мощность у никелина будет в 4 раза больше.
Источник: ФИПИ
Утверждение 1. При равных размерах $R \sim \rho_\text{эл}$. Удельное сопротивление латуни ($\approx 0{,}07$ Ом·мм²/м) больше, чем меди ($\approx 0{,}017$ Ом·мм²/м). Сопротивление латуни больше. Утверждение неверно.
Утверждение 2. Масса проводника $m = \rho_\text{пл} \cdot V$. При равных размерах масса минимальна у материала с наименьшей плотностью. Наименьшая плотность у алюминия (~2,7 г/см³), а не у серебра (~10,5 г/см³). Утверждение неверно.
Утверждение 3. Сопротивление константана: $\rho_\text{конст} \approx 0{,}5$ Ом·мм²/м; никелина: $\rho_\text{никел} \approx 0{,}4$ Ом·мм²/м. Они разные → $R_\text{конст} \neq R_\text{никел}$. Утверждение неверно.
Утверждение 4. Удельное сопротивление никелина $\approx 0{,}4$ Ом·мм²/м, нихрома $\approx 1{,}1$ Ом·мм²/м. При замене $\rho_\text{эл}$ увеличивается → $R$ увеличивается. Утверждение верно.
Утверждение 5. При последовательном включении ток одинаков: $P = I^2 R$. Удельное сопротивление никелина ($\approx 0{,}4$) и железа ($\approx 0{,}1$) отличаются в 4 раза. При одинаковых размерах $R \sim \rho_\text{эл}$:
$$\frac{P_\text{никел}}{P_\text{жел}} = \frac{R_\text{никел}}{R_\text{жел}} = \frac{\rho_\text{никел}}{\rho_\text{жел}} = \frac{0{,}4}{0{,}1} = 4$$
Утверждение верно.