Zadanie: Matura CKE Marzec 2008 (Fizyka Rozszerzona)

Question

Zadanie 4. Własności elektryczne ciał stałych (10 pkt)
Wartość oporu elektrycznego metali, dla temperatur powyżej kilkudziesięciu kelwinów, zależy liniowo od temperatury i można ją przedstawić za pomocą poniższej zależności:
$R = R_0(1 + \alpha\Delta T)$ gdzie:
$R$ – opór w pewnej temperaturze,
$R_0$ – opór w temperaturze początkowej ($T_0 = 273$ K),
$\alpha$ – temperaturowy współczynnik oporu,
$\Delta T$ – przyrost temperatury. Pytanie 1: 4.1 (1 pkt)
W tabeli poniżej podano wartości oporu właściwego dla różnych rodzajów materiałów (metal, półprzewodnik, izolator). Uzupełnij tabelę, wpisując w odpowiednich miejscach właściwe nazwy materiałów.

nazwa materiałuwartość oporu właściwego
[odp_tab1]$10^{17} \Omega \cdot \text{m}$
[odp_tab2]$10^{4} \Omega \cdot \text{m}$
[odp_tab3]$10^{-7} \Omega \cdot \text{m}$ Pytanie 2: 4.2 (3 pkt)
Wyjaśnij, odwołując się do mikroskopowych własności materii, na czym polega zjawisko przewodnictwa elektrycznego w metalach oraz uzasadnij, dlaczego wraz ze wzrostem temperatury opór elektryczny metali rośnie.
[odp_otwarta1] Pytanie 3: 4.3 (1 pkt)
Zapisz, jak zmienia się opór elektryczny półprzewodników podczas ich ogrzewania.
[odp_otwarta1] Pytanie 4: 4.4 (2 pkt)
Na wykresie poniżej przedstawiono zależność oporu elektrycznego od temperatury dla opornika wykonanego z drutu wolframowego.

[img1]

Oblicz wartość temperaturowego współczynnika oporu $\alpha$ dla wolframu.
[odp_otwarta1] Pytanie 5: 4.5 (3 pkt)
Dysponujesz obwodem elektrycznym zbudowanym ze źródła napięcia stałego, woltomierza, amperomierza i opornika wykonanego z drutu wolframowego.
Wyprowadź zależność matematyczną pozwalającą wyznaczać zmiany temperatury drutu, korzystając tylko z mierzonych wartości napięcia i natężenia prądu w tym obwodzie. Przyjmij, że znana jest również wartość współczynnika $\alpha$ oraz opór $R_0$.
[dowod]

Instytut Maturalny · Accepted Answer

Odpowiedź 1: izolatory – $10^{17}\ \Omega\cdot	ext{m}$; półprzewodniki – $10^{4}\ \Omega\cdot	ext{m}$; metale – $10^{-7}\ \Omega\cdot	ext{m}$ Odpowiedź 3: opór elektryczny półprzewodników podczas ogrzewania maleje Odpowiedź 4: $\alpha \approx 0,003\ 	ext{K}^{-1}$ Odpowiedź 5: $\Delta T = \dfrac{U - IR_{o}}{\alpha R_{o}I}$

Zobacz również podobne zadania

Chcesz zobaczyć więcej rozwiązań z przedmiotu Fizyka Rozszerzona?

nazwa materiału	wartość oporu właściwego
........	$10^{17} \Omega \cdot \text{m}$
........	$10^{4} \Omega \cdot \text{m}$
........	$10^{-7} \Omega \cdot \text{m}$