گاما رو نصب کن!

{{ number }}
اعلان ها
اعلان جدیدی وجود ندارد!
کاربر جدید

جستجو

پربازدیدها: #{{ tag.title }}

میتونی لایو بذاری!

مطابق شکل، یک باتری خودرو به مقاومت استوانه‌ای R متصل است و این باتری در مدت زمان تخلیه، ولتاژ دو سر خود را ثابت نگه می‌دارد. قطر مقطع مقاومت را چند برابر کنیم تا مدت زمان تخلیهٔ باتری دو برابر شود؟ (طول استوانه و دما ثابت و یکسان است.)

1 ) 

2

2 ) 

$\sqrt{2}$

3 ) 

$\frac{\sqrt{2}}{2}$

4 ) 

$\frac{1}{2}$

پاسخ تشریحی :
نمایش پاسخ

مطابق رابطهٔ زیر برای دو برابر شدن مدت زمان تخلیـه بـار الکتریکـی درون باتری، جریان الکتریکی خروجی از باتری باید نصف شود. چون بار موجود در باتری ثابت است، داریم:

$\Delta q=I\Delta t\Rightarrow {{I}_{1}}\Delta {{t}_{1}}={{I}_{2}}\Delta {{t}_{2}}\xrightarrow{\Delta {{t}_{2}}=2\Delta {{t}_{1}}}{{I}_{2}}=\frac{{{I}_{1}}}{2}$

با توجه به ثابت بودن اختلاف پتانسیل دو سر باتری، ولتاژ دو سر مقاومت نیز ثابت می‌ماند و با نصف شدن جریان الکتریکی، مقاومت آن باید دو برابر شود.

${{V}_{2}}={{V}_{1}}\Rightarrow {{R}_{2}}{{I}_{2}}={{R}_{1}}{{I}_{1}}\Rightarrow \frac{{{R}_{2}}}{{{R}_{1}}}=\frac{{{I}_{1}}}{{{I}_{2}}}=2$

با توجه به روابط زیر، برای دو برابر شـدن مقاومت الکتریکی، قطر سـطح مقطع سیم باید $\frac{\sqrt{2}}{2}$ برابر شود.

$R=\rho \frac{L}{A}\Rightarrow \frac{{{R}_{2}}}{{{R}_{1}}}=\frac{{{\rho }_{2}}}{{{\rho }_{1}}}\times \frac{{{L}_{2}}}{{{L}_{1}}}\times \frac{{{A}_{1}}}{{{A}_{2}}}\xrightarrow[{{\rho }_{2}}={{\rho }_{1}}]{A=\frac{\pi }{4}{{D}^{2}}\,,\,{{L}_{1}}={{L}_{2}}}$

$\frac{{{R}_{2}}}{{{R}_{1}}}=1\times 1\times {{\left( \frac{{{D}_{1}}}{{{D}_{2}}} \right)}^{2}}\Rightarrow 2={{\left( \frac{{{D}_{1}}}{{{D}_{2}}} \right)}^{2}}$

$\Rightarrow \frac{{{D}_{1}}}{{{D}_{2}}}=\sqrt{2}\Rightarrow \frac{{{D}_{2}}}{{{D}_{1}}}=\frac{1}{\sqrt{2}}=\frac{\sqrt{2}}{2}$

تحلیل ویدئویی تست

میلاد سلیم مرادی