ID: 00022512
Меняя электрическое напряжение на участке цепи, состоящем из никелинового проводника длиной 5 м, ученик записал полученные измерения силы тока и напряжения в таблицу.
| U, В | 12 | 9{,}6 | 6 | 4{,}8 | 3 | 1{,}5 |
| I, А | 2{,}4 | 1{,}92 | 1{,}2 | 0{,}96 | 0{,}6 | 0{,}3 |
Чему равна площадь поперечного сечения проводника? Ответ дайте в \text{мм}^2.
Источник: Банк ФИПИ
Нам дали длину проводника и таблицу «напряжение — ток». Спрашивают площадь сечения. План такой: сначала из таблицы находим сопротивление, а потом через формулу сопротивления вытаскиваем площадь.
Сопротивление проводника связано с его размерами формулой R=\dfrac{\rho l}{S}, где \rho — удельное сопротивление вещества, l — длина, S — площадь поперечного сечения. Для никелина из справочника \rho=0{,}4\ \dfrac{\text{Ом}\cdot\text{мм}^2}{\text{м}}.
Само сопротивление найдём по закону Ома R=\dfrac{U}{I}. Возьмём любую пару из таблицы, например U=1{,}5 В и I=0{,}3 А: R=\dfrac{1{,}5}{0{,}3}=5 Ом. (Любая другая пара даёт то же самое — например \dfrac{12}{2{,}4}=5 Ом.)
Теперь из формулы сопротивления выразим площадь: S=\dfrac{\rho l}{R}.
Подставляем числа: S=\dfrac{0{,}4\cdot5}{5}=\dfrac{2}{5}=0{,}4\ \text{мм}^2.
Проверка: сопротивление вышло одинаковым для всех пар таблицы — значит, проводник действительно однородный, и формула применена верно.