1) По медному проводу диаметром 3,2 мм течет ток силой 5А. Определите напряженность электрического поля внутри проводника. 2) Маленьким кипятильником можно вскипятить стакан воды для кофе. Определите силу тока, потребляемую кипятильником от аккумулятора с напряжением 12 В, если за 5 минут он нагревает 200 мл воды от 5 до 100 градусов цельсия. КПД = 0,84

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

1) Для определения напряженности электрического поля внутри проводника воспользуемся формулой
E = I / (π r^2 σ)
где E - напряженность электрического поля, I - сила тока, r - радиус проводника, σ - удельное электрическое сопротивление меди.

Радиус провода равен половине диаметра, то есть r = 1,6 мм = 0,0016 м
Удельное электрическое сопротивление меди равно приблизительно 1,7 10^-8 Омм.

Подставляем значения и получаем
E = 5 / (π (0,0016)^2 1,7 10^-8) ≈ 2,2 10^6 В/м.

Таким образом, напряженность электрического поля внутри проводника составляет примерно 2,2 * 10^6 В/м.

2) Для определения силы тока, потребляемой кипятильником, воспользуемся формулой
P = U * I
где P - мощность, U - напряжение, I - сила тока.

Мощность, необходимая для нагревания воды можно определить как
P = m c ΔT / t
где m - масса воды, c - удельная теплоемкость воды, ΔT - изменение температуры, t - время нагревания.

Подставляем значения и находим мощность
P = 200 4,186 (100 - 5) / (5 * 60) ≈ 836 Вт.

Теперь находим силу тока
I = P / U = 836 / 12 ≈ 69,7 А.

Учитывая КПД кипятильника, окончательная сила тока составляет
I_final = I / 0,84 ≈ 83,2 А.

Таким образом, сила тока, потребляемая кипятильником от аккумулятора с напряжением 12 В, при работе 5 минут для нагревания 200 мл воды от 5 до 100 градусов цельсия, составляет примерно 83,2 А.