Классическая теория электропроводности металлов

20.7. Металлический проводник движется с ускорением a =100 м/с². Используя модель свободных электронов, определить напряженность Е электрического поля в проводнике.

20.8. Медный диск радиусом R =0,5 м равномерно вращается (w = 10⁴ рад/с) относительно оси, перпендикулярной плоскости

диска и проходящей через его центр. Определить разность потен­циала U между центром диска и его крайними точками.

20.9. Металлический стержень движется вдоль своей оси со ско­ростью v=2QQ м/с. Определить заряд Q, который протечет через гальванометр, подключаемый к концам стержня, при резком его торможении, если длина l стержня равна 10 м, а сопротивление R всей цепи (включая цепь гальванометра) равно 10 мОм.

20.10. Удельная проводимость у металла равна 10 МСм/м. Вы­числить среднюю длину <l> свободного пробега электронов в метал­ле, если концентрация п свободных электронов равна 10²⁸ м^-3. Среднюю скорость и хаотического движения электронов принять равной 1 Мм/с.

20.11. Исходя из модели свободных электронов, определить чис­ло z соударений, которые испытывает электрон за время t= 1с, находясь в металле, если концентрация п свободных электронов равна 10²⁹ м^-3. Удельную проводимость у металла принять равной 10 МСм/м.

20.12. Исходя из классической теории электропроводности ме­таллов, определить среднюю кинетическую энергию <e > электронов в металле, если отношение l/g теплопроводности к удельной прово­димости равно 6,7 ^.10 ^-6 В²/К.

20.13. Определить объемную плотность тепловой мощности w в металлическом проводнике, если плотность тока j= 10 А/мм². Напряженность Е электрического поля в проводнике равна 1 мВ/м.

20.14. Термопара медь — константан с сопротивлением R₁= 5 Ом присоединена к гальванометру, сопротивление R₂ которого равно 100 Ом. Один спай термопары погружен в тающий лед, дру­гой — в горячую жидкость. Сила тока I в цепи равна 37 мкА. По­стоянная термопары k = 43 мкВ/К. Определить температуру t жид­кости.

20.15. Сила тока I в цепи, состоящей из термопары с сопротивле­нием R1= 4 Ом и гальванометра с сопротивлением R3= 80Ом, равна 26 мкА при разности температур Dt спаев, равной 50 °С. Определить постоянную k термопары.