Определите плотность никелиновой проволоки площадью поперечного сечения 1 мм2 и массой 176 г, из которой изготовлен реостат, если при напряжении на его концах 24 В сила протекающего тока равна 3 А.

Для определения плотности никелиновой проволоки, мы должны рассчитать её объём, зная площадь поперечного сечения и длину, которую можно найти из физических характеристик проволоки. Далее, используя массу проволоки, можно найти её плотность.

Дано:

1. Площадь поперечного сечения $S = 1 \, \text{мм}^2 = 1 \cdot 10^{-6} \, \text{м}^2$,
2. Масса проволоки $m = 176 \, \text{г} = 0.176 \, \text{кг}$,
3. Напряжение $U = 24 \, \text{В}$,
4. Сила тока $I = 3 \, \text{А}$.

Найдём:

1. Длину проволоки ($l$),
2. Объём проволоки ($V$),
3. Плотность материала ($\rho$).

Шаг 1: Определим сопротивление проволоки

Согласно закону Ома, сопротивление определяется как:

Подставляем значения:

Шаг 2: Выразим длину проволоки через удельное сопротивление

Сопротивление проволоки также можно выразить через её геометрические размеры:

где $\rho_{\text{уд}} = 0.4 \cdot 10^{-6} \, \text{Ом} \cdot \text{м}$ (удельное сопротивление никелина).

Выразим длину проволоки:

Подставляем значения:

Шаг 3: Найдём объём проволоки

Объём проволоки рассчитывается как:

Подставляем значения:

Шаг 4: Определим плотность материала

Плотность вычисляется по формуле:

Подставляем значения:

Ответ:

Плотность никелиновой проволоки составляет $\rho = 8800 \, \text{кг/м}^3$.