Электрическое напряжение. Единицы измерения напряжения. 8-й класс
- Гуноева Хадишат Умаровна, зам.директора по УР, учитель физики
Разделы: Физика
Класс: 8
Цель: формирование понятия напряжение, познакомить обучающихся с единицей измерения напряжения.
Демонстрации: электрическая схема, 2 лампочки, источник питания, напряжением 4,5В, соединительные провода.
Приложение 1
Ход урока
1. Проверка домашнего задания
Выполнение разноуровневых заданий.
1.1. Какие источники тока вы знаете?
1.2. Сколько полюсов у источника питания и что в них происходит?
2.1. Почему тепловое движение электронов в проводнике не может быть названо электрическим током?
2.2. Чем проводники отличаются от диэлектриков? Приведите примеры проводников, диэлектриков.3.1. Чему будет равна сила тока в лампе, через которую за 7 минут проходит 420 Кл электричества?
3.2. Какой электрический заряд пройдет через сечение проволоки в течение 2 мин? Сила тока в проволоке 300А.
2. Сколько полюсов у источника питания и что в них происходит?2. Изучение нового материала
Для того чтобы выяснить от чего зависит сила в цепи необходимо собрать цепь
из источника тока, амперметра. Обращаем внимание на показания амперметра.
Добавляем в электрическую цепь еще один источник тока, замечаем, что по мере
увеличения количества источников тока в цепи увеличивается сила тока в цепи.
Делаем вывод о том что сила тока в цепи зависит от величины, связанной с
источником тока.
Рассмотрим напряжение на участке электрической цепи.
Собираем цепь из лампочек Л1(220В), Л2(4,5В). Обнаруживаем, что несмотря на то, что ток в обеих лампочках одинаков, ярче горит Л1. Следовательно, работа совершаемая полем электрическим в Л1 больше чем в Л2.
Напряжение – величина, показывающая, какую работу совершает электрическое поле по перемещению заряженных частиц на выбранном участке.
U – напряжение
А – работа совершаемая электрическим полем
q – электрический заряд
Единица напряжения – Вольт (В)
Вольт равен электрическому напряжению между двумя точками цепи, при котором
работа по перемещению заряда 1Кл на участке цепи равна 1 Дж.
3. Закрепление
а) Опишите опыт показывающий необходимость введения понятия напряжения как называется единица измерения Электрического напряжения?
б) Какое напряжение используют в осветительной сети?
в) Напряжение в сети 127 В. Что это означает?
г) Определите силу тока в электрической цепи, если в течение 15 мин совершена работа в 940 Дж для переноса из одной части цепи в другую 45 Кл электричества.
4. Подведение итогов
5. Домашнее задание
П.38–40, вопросы и задания к п.
№ 1264, 1268, 1270.
Самостоятельная работа 11. Электрический ток. Сила тока. 8 класс
Категория: Физика.
Самостоятельная работа 11. Электрический ток.
Сила тока. 8 класс
Начальный уровень
1. Является ли молния электрическим током?
2. Какое действие электрического тока наблюдается в электрической лампочке?
4. Какое действие электрического тока наблюдается при поднимании деталей с помощью электромагнита?
5. Какие источники электрического тока вы знаете?
6. Какое действие электрического тока наблюдается при позолоте ювелирных изделий?
Средний уровень
1. Почему тепловое движение электронов в проводнике не может быть названо электрическим током?
2. Имеется заряженный электроскоп и металлический стержень. Что нужно сделать, чтобы по стержню потек ток?
3. Искра проскакивает между шариками разрядника электрофорной машины. Можно ли утверждать, что между шариками разрядника течет ток?
4. Имеет ли значение для теплового действия тока его направление?
5.
Могут ли жидкости быть проводниками? Диэлектриками? Приведите примеры.
6. Почему магнитный компас дает неправильные показания, если вблизи находится провод с электрическим током?
Достаточный уровень
1. По спирали электролампы проходит 540 Кл электричества за каждые 5 мин. Чему равна сила тока в лампе?
2. Ток в электрическом паяльнике 500 мА. Какое количество электричества пройдет через паяльник за 2 мин?
3. Вычислите силу тока в проводнике, через который в течение 1 мин проходит 90 Кл электричества.
4. При электросварке сила тока достигает 200 А. Какой электрический заряд проходит через электрод за 1 мин?
5. По спирали электролампы каждые 10 с проходит 15 Кл электричества. Чему равна сила тока в лампе?
6. Сколько времени продолжается перенос 7,7 Кл при силе тока 0,5 А?
Высокий уровень
1. а) Чем отрицательный ион в электролите отличается от электрона?
б) Во включенном в цепь приборе сила тока равна 8 мкА. Какое количество электричества проходит через этот прибор в течение 12 мин?
2.
а) В чем различие в движении свободных электронов в металлическом проводнике,
когда он подсоединен к полюсам источника тока и когда он отсоединен от него?
б) Определите число электронов, проходящих за 1 с через сечение проводника при силе тока в нем, равной 0,8 мкА.
3. а) Гальванометр показывает наличие тока, если к его зажимам присоединить стальную и алюминиевую проволоки, а вторые концы воткнуть в лимон или яблоко. Объясните это явление.
б) Через одну электролампу проходят 450 Кл за каждые 5 мин, а через другую – 15 Кл за 10 с. Где сила тока большая?
4. а) Скорость направленного движения электронов в металлическом проводнике очень мала, составляет доли миллиметра в секунду. Почему же лампа начинает светиться практически одновременно с замыканием цепи?
б) По обмотке электроприбора идет ток силой 5 мА. Какое количество электричества пройдет через прибор в течение 1 ч?
5. а) Каким образом, опустив в стакан с водой два провода, присоединенные к полюсам источника тока, можно узнать, исправен ли он?
б) Через сколько времени разрядится
аккумуляторная батарея емкостью 60 А*ч, если сила разрядного тока равна 0,15 А?
(1 А*ч – это такое количество электричества, которое проходит через проводник
за 1 ч при силе тока 1 А).
6. а) Почему в дистиллированной воде и серной кислоте, взятых отдельно, ток не проходит, а в водном растворе серной кислоты проходит?
б) Сила притяжения или отталкивания между параллельно расположенными проводниками с током прямо пропорциональна длине проводников. С какой силой взаимодействуют два участка параллельных проводников длиной 1,5 м каждый, если расстояние между ними 1м, а сила тока в каждом проводнике равна 1 А?
А. В. Крушин, МАОУ «СОШ № 7», г. Южноуральск, Челябинская область
Метки: Физика
Электромагнетизм: проводники спросил
Изменено 8 лет, 3 месяца назад
Просмотрено 230 раз
$\begingroup$
Несмотря на то, что тепловая скорость электрона в проводнике сравнительно высока, тепловая скорость не отвечает за протекание тока? Почему это так?
- электромагнетизм
$\endgroup$
1
$\begingroup$
это потому, что тепловое движение носит случайный характер, вы обнаружите, что почти одинаковое количество электронов движется в любом направлении в определенное время, поэтому в среднем чистое движение зарядов (т.
теперь, если вы приложите внешнее поле к металлу, общее случайное движение зарядов начнет дрейфовать в направлении поля (для положительных зарядов), теперь, поскольку это дает чистое движение зарядам, вы получаете ток, протекающий в металле, этот дрейф зарядов составляет порядка мм/с, а тепловая скорость порядка км/с, что намного выше скорости дрейфа!
Короче говоря, ток равен нулю из-за тепловой скорости из-за случайности.
$\endgroup$
$\begingroup$
Давайте изменим это на «температурная скорость сама по себе не отвечает за ток».
Разность температур может вызвать протекание тока. И точно так же, как с электричеством, требуется потенциал или изменение тепловой энергии, чтобы преобразовать форму энергии во что-то другое.
Причина, по которой тепло не может просто генерировать электрический ток, заключается в том, что конструкция материала, используемого для проведения электричества, не рассчитана на использование разницы температур.
Это связано с тем, что никто не может точно знать, какой перепад температур может быть у объекта до начала строительства. Если это так, то можно было бы спроектировать объект с такими преимуществами теплопроводности.
Также…
Проводящие объекты, которые охлаждаются, имеют тенденцию проводить даже лучше. Этот факт свидетельствует о том, что тепло не является источником проводимости.
Это объясняется тем, что электрон действует как волна.
$\endgroup$
$\begingroup$
Для чего-то вроде металлического кристалла, если вы прикладываете электрическое поле, то (блоховские) электроны просто продолжают ускоряться, пока не достигнут конца зоны Бриллюэна (импульсного пространства, которое они занимают), а затем «оборачиваются» до противоположный конец, так что их средний импульс равен нулю (блоховские осцилляции). Таким образом, идеальный кристалл при температуре 0 не будет проводить ток.
Что необходимо, так это рассеяние на дефектах решетки или фононах (колебания решетки), чтобы нарушить симметрию и обеспечить проводимость.
Больше всего на проводимость влияет подвижность электронов.
$\endgroup$
Зарегистрируйтесь или войдите в систему
Зарегистрируйтесь с помощью Google
Зарегистрироваться через Facebook
Зарегистрируйтесь, используя электронную почту и пароль
Опубликовать как гость
Электронная почта
Требуется, но никогда не отображается
Опубликовать как гость
Электронная почта
Требуется, но не отображается
Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie
.
квантовая механика — Почему металлы проводят электричество быстрее, чем тепло?
Почему металлы проводят электричество быстрее, чем тепло?
Если под электричеством вы подразумеваете протекание тока, то вопрос имеет смысл (по крайней мере, для меня) только в переходных условиях в отношении того, как быстро устанавливается устойчивый поток тепла по сравнению с тем, как быстро устанавливается устойчивый поток тока, как обсуждается ниже. В установившихся условиях это сравнение яблок и апельсинов, поскольку ток — это скорость переноса заряда, а тепло — скорость передачи энергии.
Переходные состояния:
Возьмите металлический проводник, проволоку. В момент времени t=0 вы прикладываете разность потенциалов между концами провода. Почти мгновенно устанавливается электрическое поле, и электроны почти мгновенно начинают двигаться по проводнику с некоторой средней дрейфовой скоростью.
Таким образом, ток почти мгновенный во всем проводнике.
Возьмите один и тот же провод изначально при комнатной температуре. Подвижные электроны в проводе будут иметь одинаковое случайное тепловое движение по всему проводу, примерно пропорциональное температуре. Теперь в момент времени t=0 устанавливают контакт одного конца провода с высокотемпературным источником постоянной температуры с другим концом, контактирующим с источником постоянной более низкой температуры, равной комнатной температуре. Теплоизолируйте окружность провода, чтобы предотвратить передачу тепла окружающему воздуху.
Разница температур между концами аналогична разнице потенциалов. Хаотическое тепловое движение электронов вблизи высокотемпературного конца увеличится. Из-за столкновений с электронами, находящимися дальше от горячего конца, усиление теплового движения будет прогрессировать к концу с более низкой температурой, пока теоретически не установится линейный градиент температуры по длине проводника.
Однако, в отличие от ситуации с током, это развитие теплового движения не будет мгновенным, как в случае коллективного движения заряда. Это займет время.
Установившиеся условия:
Применимое уравнение стационарного теплового потока:
$$\dot Q=\frac {k_{t}A(T_{H}-T_{L})}{L}$$
Применимое уравнение для текущего потока: передача $\dot Q$ аналогична скорости переноса заряда $I$, теплопроводность $k_{t}$ аналогична электропроводности $k_e$, а разность температур $T_{H}-T_{L}$ аналогична разности потенциалов $V_{H}-V_{L}$. Длина и площадь поперечного сечения провода равны $L$ и $A$ соответственно.
Но ток и скорость теплопередачи — разные вещи, так что я сравниваю яблоки с апельсинами.
«Однако, в отличие от текущей ситуации, эта прогрессия тепловое движение не будет мгновенным, как в случае коллективное движение заряда. Это займет время.» Не могли бы вы уточните это немного, почему это так, это ключ к моему вопросу.
Во-первых, движение электронов при протекании тока является коллективным движением, называемым дрейфовой скоростью, которое пропорционально току. Это движение обусловлено однонаправленной электрической силой, приложенной электрическим полем к электронам. Это электрическое поле движется в проводнике со скоростью, близкой к скорости света. Поэтому все электроны немедленно начинают двигаться.
С другой стороны, тепловое движение электронов при нагревании проводника носит случайный характер. Они не перемещаются вместе по проводнику. Электроны с высоким тепловым движением (случайные скорости) вблизи источника тепла сталкиваются с соседними электронами вдали от источника, имеющими меньшее тепловое движение (более низкую температуру), передавая кинетическую энергию этим электронам, повышая температуру проводника дальше от источника. Они, в свою очередь, сталкиваются с соседними электронами и так далее, пока тепловое движение всех электронов в проводнике не увеличится, что приведет к повышению температуры.
