Дано:
- Длина проводника: \( l = 50 \) см = 0,5 м
- Площадь поперечного сечения: \( S = 0,2 \) мм² = 0,2 \( \cdot 10^{-6} \) м²
- Удельное сопротивление: \( \rho = 1,2 \cdot 10^{-6} \) Ом \( \cdot \) м
- ЭДС источника тока: \( \varepsilon = 4,5 \) В
- Внутреннее сопротивление источника: \( r = 30 \) Ом
Найти:
- Напряжение на концах проводника: \( U \)
- Напряженность электрического поля в проводнике: \( E \)
Краткое пояснение: Сначала найдем сопротивление проводника, затем силу тока в цепи, чтобы вычислить напряжение на концах проводника и напряженность электрического поля.
Решение:
- Найдем сопротивление проводника по формуле: \( R = \rho \frac{l}{S} \).
\( R = 1,2 \cdot 10^{-6} \frac{0,5}{0,2 \cdot 10^{-6}} = 3 \) Ом.
- Определим силу тока в цепи, используя закон Ома для полной цепи: \( I = \frac{\varepsilon}{R + r} \).
\( I = \frac{4,5}{3 + 30} = \frac{4,5}{33} \approx 0,136 \) А.
- Вычислим напряжение на концах проводника: \( U = IR \).
\( U = 0,136 \cdot 3 = 0,408 \) В.
- Найдем напряженность электрического поля в проводнике: \( E = \frac{U}{l} \).
\( E = \frac{0,408}{0,5} = 0,816 \) В/м.
Ответ: Напряжение на концах проводника: 0,408 В; Напряженность электрического поля: 0,816 В/м.