Berezka7km.ru

Березка 7км
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

9 Достаточный уровень

9 Достаточный уровень

Решебник по физике Л.А. Кирик Самостоятельные и контрольные работы

1. а) Почему тепловое движение электронов в проводнике не может быть названо электрическим током?

В результате беспорядочного движения электронов в проводнике не происходит преимущественного переноса зарядов в каком либо направлении, что является одним из критериев существования тока.

б) Какой заряд проходит за 2 мин через катушку гальванометра, включенного в цепь, если сила тока в цепи 12 мА?

9 Достаточный уровень

2. а) Можно ли считать, что во время удара молнии протекает электрический ток?

Да, ток — это упорядоченное движение заряженных частиц, для существования тока необходимо электрическое поле и движение заряженных частиц .

б) Сколько времени продолжался перенос заряда 7,7 Кл при силе тока 0,5 А?

9 Достаточный уровень

3. а) Имеет ли значение для теплового действия электрического тока его направление?

Тепловое действие тока вызывается прохождением электронов через проводник вне зависимости от направления. Роль играет только факт взаимодействия — сила тока и сопротивление проводника.

б) Во включенном в цепь приборе сила тока равна 8 мкА. Какое количество электричества проходит через этот прибор в течение 12 мин?

9 Достаточный уровень

4. а) Как по химическому действию электрического тока можно судить о количестве прошедшего электричества?

Чем больший заряд прошел через раствор электролита, тем больше вещества осядет на катоде и аноде.

б) По обмотке включенного в цепь прибора идет ток силой 5 мА. Какой заряд пройдет через прибор в течение 1 ч?

9 Достаточный уровень

5. а) Почему магнитная стрелка компаса перестает показывать на север, если неподалеку от компаса находится провод с электрическим током?

Так как стрелка отклоняется, находясь в любом месте вблизи провода, значит, в пространстве вокруг провода существует силовое поле. Точнее говоря, в пространстве вокруг проводника с током существует магнитное поле.

б) При какой силе тока через проводник проходит заряд 25 Кл в течение 1 ч?

9 Достаточный уровень

6. а) В чем различие в движении свободных электронов в металлическом проводнике, когда он присоединен к полюсам источника тока и когда он отсоединен от них?

В металлическом проводнике, когда отсоединен от источника тока, свободные электроны совершают хаотическое движение. Если присоединен к источнику тока, свободные электроны двигаются под воздействием разности потенциалов.

б) Сила тока, протекающего через лампу, равна 50 мА. Нормальный срок работы лампы 1000 ч. Какой заряд пройдет через лампу за такой срок эксплуатации?

Что такое ток в физике. Большая энциклопедия нефти и газа

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Что называют электрическим током

Электрический ток — упорядоченное движение заряженных частиц под действием сил электрического поля или сторонних сил.

За направление тока выбрано направление движения положительно заряженных частиц.

Электрический ток называют постоянным, если сила тока и его направление не меняются с течением времени.

1. Условия существования постоянного электрического тока

Для существования постоянного электрического тока необходимо наличие свободных заряженных частиц и наличие источника тока. в котором осуществляется преобразование какого-либо вида энергии в энергию электрического поля.

Источник тока — устройство, в котором осуществляется преобразование какого-либо вида энергии в энергию электрического поля. В источнике тока на заряженные частицы в замкнутой цепи действуют сторонние силы. Причины возникновения сторонних сил в различных источниках тока различны. Например в аккумуляторах и гальванических элементах сторонние силы возникают благодаря протеканию химических реакций, в генераторах электростанций они возникают при движении проводника в магнитном поле, в фотоэлементах — при действия света на электроны в металлах и полупроводниках.

Читайте так же:
Автоматический выключатель тепловой расчет

Электродвижущей силой источника тока называют отношение работы сторонних сил к величине положительного заряда, переносимого от отрицательного полюса источника тока к положительному.

Сила тока — скалярная физическая величина, равная отношению заряда, прошедшего через проводник, ко времени, за которое этот заряд прошел.

где I — сила тока, q — величина заряда (количество электричества), t — время прохождения заряда.

Плотность тока — векторная физическая величина, равная отношению силы тока к площади поперечного сечения проводника.

где j -плотность тока, S — площадь сечения проводника.

Направление вектора плотности тока совпадает с направлением движения положительно заряженных частиц.

Напряжение — скалярная физическая величина, равная отношению полной работе кулоновских и сторонних сил при перемещении положительного заряда на участке к значению этого заряда.

где A — полная работа сторонних и кулоновских сил, q — электрический заряд.

Электрическое сопротивление — физическая величина, характеризующая электрические свойства участка цепи.

где с — удельное сопротивление проводника,

l — длина участка проводника,

S — площадь поперечного сечения проводника.

Проводимостью называется величина, обратная сопротивлению

где G — проводимость.

Закон Ома для однородного участка цепи.

Сила тока в однородном участке цепи прямо пропорциональна напряжению при постоянном сопротивлении участка и обратно пропорциональна сопротивлению участка при постоянном напряжении.

где U — напряжение на участке,

R — сопротивление участка.

Закон Ома для произвольного участка цепи, содержащего источник постоянного тока.

напряжение на заданном участке цепи, R — электрическое сопротивление заданного участка цепи.

Сила тока в полной цепи равна отношению электродвижущей силы источника к сумме сопротивлений внешнего и внутреннего участка цепи.

где R — электрическое сопротивление внешнего участка цепи, r — электрическое сопротивление внутреннего участка цепи.

3. Короткое замыкание

Из закона Ома для полной цепи следует, что сила тока в цепи с заданным источником тока зависит только от сопротивления внешней цепи R.

Если к полюсам источника тока подсоединить проводник с сопротивлением R Движение носителей зарядов в проводнике. Наложение упорядо ченного движения зарядов на хаотическое тепловое движение в электрическом поле: а) положительных; б) отрицательных

Постоянный электрический ток

5 За направление тока принимают направление упорядоченного движения положительно заряженных частиц. Направление тока совпадает с направлением напряженности электрического поля, вызывающего этот ток. В металлах, где носителями тока
являются свободные, отрицательно _g заряженные электроны, направле- , ние тока считается противоположным направлению скорости их упорядоченного движения (рис. 2).

ВОПРОСЫ Направление тока в металлическом
проводнике противоположно пнаправлению движения электронов 1. Дайте определение электрического то- г г ка.

    При каких условиях возникает электрический ток? Почему движение заряженных частиц в проводнике в отсутствие внешнего электрического поля является хаотическим? Чем отличается движение заряженных частиц в проводнике в отсутствие и при наличии внешнего электрического поля? Как выбирается направление электрического тока? В каком направлении движутся электроны в металлическом проводнике, по которому протекает электрический ток?

Электродинамика Формула (1) в математике представляет собой производную. Поэтому dt (2) Сила тока — производная по времени от заряда, прошедшего через поперечное сечение проводника за промежуток времени t . Единица силы тока (основная единица СИ) — ампер (1 А):

Точное определение ампера будет дано в § 25. Связь силы тока с направленной скоростью. Для того чтобы рассчитать силу тока, найдем заряд Aq , протекающий через поперечное сечение проводника (электролита) за промежуток времени At (рис. 3). За это время через сечение проводника пройдут только заряды, движущиеся со скоростью v сонаправленно с напряженностью внешнего электрического поля, которые находятся внутри цилиндра сечением S с образующей А1 = vAt . Зная концентрацию п заряженных частиц, можно найти число заряженных частиц в этом объеме N = nSvAt и определить их заряд:

Читайте так же:
Одевание теплоотражательного костюма ток норматив

Aq = q () N = q nSvAt ,

Где q — заряд одной частицы. Из формулы (1), следует, что сила тока

/ = q nSv .

(3) Если скорость движения зарядов не зависит от времени, т. е. v = const, то сила тока / = const. Постоянный электрический ток — ток, сила которого не изменя- ется с течением времени. Постоянный ток широко используется в электрических схемах автомобилей, а также в микроэлектронике и т. д.

, Al = vAt

q ° ±

«»Единица объема

Постоянный электрический ток

    Какая величина характеризует интенсивность направленного движения заряженных частиц? Дайте определение силы тока. Как сила тока связана с зарядом, прошедшим за время t через поперечное сечение проводника? В каких единицах измеряется сила тока? Какой электрический ток называют постоянным? Как сила тока зависит от концентрации заряженных частиц?

Электродинамика ных зарядов. Добиться увеличения напряженности внешнего электрического поля можно, подводя дополнительные заряды к проводнику извне. Эти заряды генерирует и подводит к проводнику источник тока. Источник тока — устройство, разделяющее положительные и отрицательные заряды. Гальванический элемент. Разделение зарядов возможно в результате преобразования механической, тепловой, химической, световой энергий в электрическую. Так, в гальваническом элементе заряды на электродах оказываются разноименными за счет энергии химической реакции между электродами и электролитом. В элементе Вольта в раствор серной кислоты (H 2 S0 4) погружены медный (Си) и цинковый (Zn) электроды. Отрицательные ионы SO|

, находящиеся в растворе вблизи электронейтральных медного и цинкового электродов, притягивают ионы Си 2+ и Zn 2+ , располагающиеся в узлах кристаллической решетки (рис. 4, а). Энергия притяжения разноименных ионов превосходит энергию связи ионов Си 2+ и Zn 2+ в кристаллической решетке металлических электродов, поэтому эти ионы переходят в раствор. Кинетическая энергия (E k ) Cu 2 + ионов Си 2+ , переходящих в раствор, оказывается меньше кинетической энергии (E k ) Zn 2+ ионов Zn 2+ , так как энергия связи Е Си ионов меди Си 2+ в кристаллической решетке превышает энергию связи E Zn ионов Zn 2+ (рис. 5): ( E ft)cu 2+

Е ± Zn « где Е ± — энергия ионов в растворе. Чем больше положительных ионов переходит в раствор, тем большим становится по модулю отрицательный заряд электрода (рис. 4, б), что пре-

а) sol Си ) «в I Си 2+ » so|- :. ; С»Х». H 2 SQ 4 А4 Перераспределение зарядов в гальваническом элементе Вольта

Постоянный электрический ток

У Ezn О» №* W + i(p,B +0,34 -0,76 = 1,1 В ^5 Электродвижущая сила гальванического элемента Вольта пятствует выходу из него других ионов. Растворение электродов прекращ ется, если кинетическая энергия положительных ионов оказывается нед статочной для преодоления разности потенциалов двойного электрическо слоя. Этот слой образован положительными зарядами ионов в растворе и с рицательными избыточными зарядами электродов: (- E ft)cu 2+ = 9оФси» (-Eft)zn 2 9 0

Называемое электродвижущей силой гальванического элемента та или ЭДС. Медный электрод, имеющий больший потенциал, оказывается жительным полюсом источника — анодом, а цинковый — отрицат

Электродинамика Изоляция
Оксид ртути
Электролит а) Хлорид

Угольный Цинковая

электрод оболочка

б) ным — катодом. Используя данные таблицы 1, можно аналогично рассчитать ЭДС элемента с парой электродов из других металлов. Наиболее распространенные элементы — источники тока — изображены на рисунке 6. Ртутная батарейка (рис. 6, а), используемая в часах, калькуляторах и слуховых аппаратах, дает ЭДС около 1,4 В. Традиционная батарейка для карманных фонарей (рис. 6, б) имеет ЭДС 1,5 В.

Почему электростатическая индукция препятствует существованию постоянного тока в проводнике? Что такое источник тока? Какова его роль в электрической цепи? Что такое гальванический элемент? Почему происходит разделение зарядов в гальваническом элементе Вольта? Когда прекращается растворение электродов в растворе электролита? Что такое нормальный электродный потенциал? Чему равна разность потенциалов на зажимах гальванического элемента? Источники тока: а) миниатюрная
батарейка;
б) батарейка для
карманного фонаря6 § 4. Источник тока в электрической цепи Сторонние силы. При соединении проводником электродов (полюсов) источника тока по проводнику под действием постоянной разности потенциалов протекает электрический ток. Движущиеся от катода к аноду по проводнику электроны уменьшают разность потенциалов между электродами, унося отрицательный заряд с катода и нейтрализуя положительный на аноде. Для поддержания постоянной разности потенциалов заряды должны накапливаться на полюсах источника: положительные заряды в электролите должны двигаться к аноду, а отрицательные к катоду. Такое движение в направлении, противоположном действию кулоновских сил отталкивания между одноименными зарядами, может происходить лишь под действием сил неэлектрической природы, называемых сторонними силами.

Читайте так же:
Предельный выключатель дизеля тепловоза

Электрический ток. Електричний струм

Электрический ток – упорядоченное (направленное) движение заряженных частиц.

Источник тока – приспособление для создания и поддержки электрического поля. В источниках тока происходит разделение зарядов на полюсах; в результате выполнения раздела разрядов все виды энергии превращаются в электрическую.

Виды источников тока:

1. Электрическая машина;

3. Химические элементы: (аккумуляторы, батарейки и т.д.);

5. Солнечная батарея.

Электрический ток в металлах – это упорядоченное движение свободных электронов. За направление электрического тока принято такое направление, куда могли бы двигаться положительно заряженные частицы. От «+» к «-», но через всю цепь.

Действие электрического тока:

1. Химическое действие электрического тока – получение чистых металлов из их растворов. Применение: в гальванических ваннах покрывают (напыляют ценными металлами изделия);

2. Тепловое действие тока – выделение тепла из нагревательного элемента (электропечь, утюг). Применение: для приготовления пищи, для освещения, обогрева помещения.

3. Магнитное действие тока – явление взаимодействия тела с током и магнита. Применение: магнитное действие катушки с током и магнита используют в устройстве прибора, называемого гальванометром.

Сила тока

Сила тока – физическая величина, характеризующая количество электричества, проходящее через поперечное сечение проводника за единицу времени.

q — количество электричества;

t — время

1 КилоАмпер (1КА) = 1000 А;

Напряжение

Напряжение – физическая величина, характеризующая электрическое поле, создаваемое электрическим током в участке цепи.

q – величина заряда

1 Кілоампер (1КА) = 1000 А;

Напруга

Напруга — фізична величина, що характеризує електричне поле, створюване струмом в ділянці ланцюга.

q — величина заряду

Электропроводность

Электропроводность – характеризует способность проводника проводить электрический ток.

k – коэффициент пропорциональности = См (Симменс)

Електропровідність

Електропровідність — характеризує здатність провідника проводити електричний струм.

k — коефіцієнт пропорційності = См (Симменс)

1 См (один Симменс) – электропроводность такого проводника, по которому течет ток 1А, а напряжение на концах участка 1В.1 См (один Симменс) — електропровідність такого провідника, по якому тече струм 1А, а напруга на кінцях ділянки 1В.

Закон Ома

ЗАКОН ОМА для участка цепи: Сила тока в электрической цепи прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению данной цепи.

То есть сила тока зависит от напряжения и сопротивления в электрической цепи.

R – сопротивление, Ом;

Сопротивление

Сопротивление – физическая величина, характеризующая способность проводника проводить электрический ток.

Сопротивление зависит от параметров проводника и вещества.

l – длина проводника, м;

S – площадь поперечного сечения (толщина) проводника, мм 2 ;

σ – удельное сопротивление проводника, Ом

ЗАКОН ОМА для дiлянки ланцюга: Сила струму в електричному ланцюгу прямо пропорційна напрузі і обернено пропорційна опору цього ланцюга.

Тобто сила струму залежить від напруги і опору в електричному ланцюгу.

Опiр

Опір — фізична величина, що характеризує здатність провідника проводити електричний струм.

Опір залежить від параметрів провідника і речовини.

l — довжина провідника, м;

S — площа поперечного перерізу (товщина) провідника, мм2;

σ — питомий опір провідника, Ом

Резистор – проводник, обладающий определенным сопротивлением. Он служит для изменения сопротивления в цепи.

Реостат – прибор, с помощью которого можно регулировать силу тока в цепи.

Потенциометр – прибор, с помощью которого можно регулировать и распределять силу тока в цепи.

Резистор — провідник, який володіє певним опором. Він служить для зміни опору в ланцюзі.

Реостат — прилад, за допомогою якого можна регулювати силу струму в ланцюзі.

Потенціометр — прилад, за допомогою якого можна регулювати і розподіляти силу струму в ланцюгу.

Тепловые явления: виды, признаки и примеры в физике

Тепловые явления

В далеком 1620 году великий английский философ и ученый Френсис Бекон, размышляя о физической природе тепла, впервые предположил, что теплота имеет связь с движением. Мы все можем это наблюдать воочию на простом примере – при нагревании воды до определенной температуры (100 С) она начинает кипеть. Происходит это из-за того, что с повышением температуры ускоряется движение молекул в воде (как впрочем, и в любом другом веществе). То есть Френсис Бекон был абсолютно прав в своих догадках, которые позднее подтвердили и многие другие ученые, а в физике появился большой раздел, называемый термодинамикой, который собственно и изучает тепловые явления, их суть и природу. О значении тепловых явлений в физике мы поговорим в нашей статье.

Общие сведения и примеры

Мы все с вами порой сами того не подозревая являемся свидетелями тепловых явлений в той или иной форме. Например, когда готовим себе чай или завариваем кофе. Такие природные явления как выпадение снега или дождя, образование росы, замерзание водоемов и образование льда также прямо связаны с изменениями температуры и определенными тепловыми движениями. Теперь давайте дадим общее определение того, что представляют собой тепловые явления.

Итак, тепловые явления это все физические процессы, происходящие с материальными телами под воздействием температуры.

Читайте так же:
Тепловое действие тока это определение кратко

Роль в природе

Роль тепловых явлений в природе сложно переоценить, так как появление жизни на Земле неразрывно связано с главным источникам тепла – Солнцем. И любое изменение температуры имеет огромное влияние и на окружающую среду нашей планеты и как следствие на всю эволюцию жизни на Земле.

Признаки и виды

Есть два главных признака тепловых явлений, причем второй признак является следствием первого:

  1. Изменение температуры.
  2. Изменение агрегатных состояний вещества.

Ярким примером второго признака является испарение жидкостей, которые при нагревании переходят в газообразное состояние. Или наоборот когда при охлаждении вода замерзает и превращается в твердый лед, также происходит изменение агрегатного состояние вещества под действием тепловых явлений.

В целом в физике к тепловым явлениям относятся следующие процессы:

  • Повышение температуры (нагревание).
  • Понижение температуры (охлаждение).
  • Парообразование, когда из-за нагревания жидкость превращается в пар.
  • Кипение, по сути, тоже парообразование, но происходящее с большой интенсивностью.
  • Испарение, представляет собой фазовый переход жидкости в газообразное состояние. Об этом явлении на нашем сайте есть отдельная подробная статья. От кипения отличается тем, что происходит постоянно даже при невысоких температурах. К примеру, вода в стакане воды при комнатной температуре также испаряется, но медленно и незаметно, но если мы станем эту воду из стакана нагревать на газу, то испарение увеличится, начнется парообразование, а затем и кипение.
  • Плавление – фазовый переход твердого вещества в жидкое под действием температуры. В промышленности, к примеру, плавят некоторые металлы, чтобы можно было легко придать им ту или иную форму.
  • Сгорание – в физическом смысле представляет процесс перехода твердых веществ в газообразное состояние.
  • Кристаллизация – обратное явление, когда под действием охлаждения жидкие вещества становятся твердыми, то есть замерзают. Яркий пример – образование льда зимой.

Различные тепловые явления не только изучаются на уроках физики, но и порой активно применяются на практике в разных жизненных ситуациях. Например, при прокладке железнодорожных рельсов делается специальный зазор, так званный рельсовый стык. Делается он для того, чтобы обеспечить перемещение конца рельса при температурном удлинении/укорочении рельса.

Формулы тепловых процессов

Все процессы изменения температуры, как и процессы перехода вещества из одного агрегатного состояния в другое можно описать специальными формулами. Часто в таких формулах существует такая величина как теплоемкость, что же она собой представляет? Теплоемкость – то количество теплоты, которое необходимо затратить, чтобы нагреть вещество на один градус. Причем важно заметить, что теплоемкость это именно характеристика самого вещества, а не теплоты, так как разные вещества и нагреваться могут по-разному, как и по-разному замерзать, и если мы говорим о жидкостях, то иметь разные температуры кипения.

Эта формула описывает связь массы тела, его теплоемкости и температуры, по сути это математическое описание любого физического процесса нагревания или охлаждения. Q – это обозначение количества теплоты, С – теплоемкость тела, m – его масса, △t – разность температур.

Но для процессов, происходящих со сменой агрегатного состояния вещества будут свои формулы:

Лямбда λ в этой формуле это удельная теплота плавления. Об удельной теплоте плавления на нашем сайте также есть отдельная подробная статья, переходите по ссылке, чтобы ознакомится детальнее.

Эта формула описывает процесс парообразование, L здесь представляет удельную теплоту парообразования.

Видео

И в завершение для закрепление материала рекомендуем посмотреть это образовательное видео о тепловых явлениях, теперь надеемся, вы сможете с легкостью написать контрольную работу по этой теме.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector