Електричний струм у різних середовищах

Другий рівень

1. Визначте, як зміниться концентрація вільних електронів n_е і концентрація дірок n_д, якщо в кристал Силіцію додати домішку Індію.

Розв’язання. Індій (елемент III групи Періодичної системи хімічних елементів) є акцепторною домішкою для Силіцію (елемента IV групи Періодичної системи хімічних елементів). Отже, така домішка збільшить концентрацію дірок n. На перший погляд може здатися, що концентрація вільних електронів n_е при цьому не зміниться. Проте значне збільшення n_д спричиняє підвищення ймовірності зустрічі вільного електрона з діркою та рекомбінації, тобто підвищується «ризик загибелі» вільного електрона. Тому n_е зменшиться.

Правильна відповідь А.

2. Амперметр (див. рисунок) показує силу струму 1,8 А. Визначте, якою стане сила струму в колі, якщо змінити полярність джерела струму. Напівпровідникові діоди й амперметр вважайте ідеальними, внутрішнім опором джерела струму можна знехтувати. Напругу на ділянці кола вважайте незмінною.

Розв’язання. Струм протікає через обидва діоди в пропускних напрямках. У такому випадку ідеальний діод можна розглядати як провідник без опору. Тому потенціали точок, які з’єднує діод, однакові; ці точки можна подумки об’єднати та розглядати як один вузол кола. Якщо врахувати, що амперметр теж має нехтовно малий опір, то виходить, що в даному колі взагалі є лише два вузли, а всі резистори з’єднані паралельно. Визначимо загальний опір кола: ( ), звідки Ом. Якщо змінити полярність джерела струму, то діоди не пропускатимуть струм, тобто відповідні ділянки кола будуть розірвані. Резистори в такому випадку будуть з’єднані послідовно, їх загальний опір (Ом). Отже, загальний опір кола збільшиться в 15 разів, тому за незмінної напруги сила струму в колі зменшиться в 15 разів (до 0,12 А).

Правильна відповідь Б.

3. В електронно­променевій трубці пучок електронів, які пройшли прискорюючу різницю потенціалів В, проходить між пластинами плоского конденсатора, напруга на яких В. Довжина пластин мм, відстань між ними мм. Початкова швидкість руху електронів напрямлена паралельно пластинам. Визначте зміщення s електронів у напрямку, перпендикулярному до пластин, за час руху в конденсаторі.

Розв’язання. Електрон рухається в конденсаторі під дією сили, перпендикулярної до пластин. Модуль цієї сили . Електрон рухається по параболі (це нагадує рух тіла, яке кинули горизонтально). Зміщення , де прискорення руху електрона , а час руху між пластинами . Звідси . Тепер візьмемо до уваги, що початкова швидкість руху електронів при вході в конденсатор визначається прискорюючою напругою . Отримаємо м. Правильна відповідь В.

З більш детальною інформацією ви зможете ознайомитись у навчально-практичному посібнику:

І. М. Гельфгат. Повний курс шкільної фізики в тестах. — Х. : Вид-во «Ранок», 2013. — 384 с.

Поиск по сайту: