Question

如圖所示，槽中有兩Cu棒，左邊下側液面下有5.6×10^-3g的Fe，溶液為足量的CuSO₄，兩銅棒上端分別由兩導線接在金屬導軌上端ab，導軌足夠長，導軌ac，eg兩段光滑且有垂直向里的磁場，大小為2T，ce問無磁場但粗糙，長為2m，且m=0.9，導軌寬1m，導軌上有質量為1kg的靜止金屬棒MN，電阻為2W．設開關閉合時剛開始反應，反應時電流恒定，且經過時間1.92sMN棒到達c點時Fe正好反應完，且此時MN棒已勻速運動一段時間，當MN到達c點時，打開開關，到ef時又閉合開關，從ef開始經過2s后MN靜止．

　　求最后池中右側Cu棒的質量增加了多少？（設N_A=6×10²³，g取10m/s²，池中電路無電阻，≈1.4）

 

 

Answer 1

答案：見詳解
解析：

1．開始時池中為原電池Fe-2e=Fe2+，Cu2++2e=Cu 　　所以Fe反應產生電量C=19.2C 　　因為電流恒定，所以 　　設勻速時棒速度為v0，E=BLv0=IR 　　所以 　　ce段時，MN減速，f=mmg=9N，a=9m／s2 　　設到e點時速度為v 　　 　　100-v2=2×9×2，v=8m／s 　　根據(jù)能量守恒 　　　 　　此時為電解池，設左側有xmol的Cu反應 　　　　　　　　　　2·x·6×1023·1.6×10-19= 　　 　　所以 　　開始為原電池時Fe+Cu2+=Fe2++Cu 　　所以 　　故右側Cu棒的質量共增加8.29×10-3g

提示：