Электрический ток. Сила тока — Класс!ная физика
Электрический ток. Сила тока
- Подробности
- Просмотров: 668
«Физика — 10 класс»
Электрический ток — направленное движение заряженных частиц. Благодаря электрическому току освещаются квартиры, приводятся в движение станки, нагреваются конфорки на электроплитах, работает радиоприемник и т. д.
Рассмотрим наиболее простой случай направленного движения заряженных частиц — постоянный ток.
Какой электрический заряд называется элементарным?
Чему равен элементарный электрический заряд?
Чем различаются заряды в проводнике и диэлектрике?
При движении заряженных частиц в проводнике происходит перенос электрического заряда из одной точки в другую. Однако если заряженные частицы совершают беспорядочное тепловое движение, как, например, свободные электроны в металле, то переноса заряда не происходит (рис. 15.1, а). Поперечное сечение проводника в среднем пересекает одинаковое число электронов в двух противоположных направлениях. Электрический заряд переносится через поперечное сечение проводника лишь в том случае, если наряду с беспорядочным движением электроны участвуют в направленном движении (рис. 15.1, б). В этом случае говорят, что по проводнику идёт
Электрическим током называют упорядоченное (направленное) движение заряженных частиц.
Электрический ток имеет определённое направление.
За направление тока принимают направление движения положительно заряженных частиц.
Если перемещать нейтральное в целом тело, то, несмотря на упорядоченное движение огромного числа электронов и атомных ядер, электрический ток не возникнет. Полный заряд, переносимый через любое сечение, будет при этом равным нулю, так как заряды разных знаков перемещаются с одинаковой средней скоростью.
Направление тока совпадает с направлением вектора напряжённости электрического поля. Если ток образован движением отрицательно заряженных частиц, то направление тока считают противоположным направлению движения частиц.
Выбор направления тока не очень удачен, так как в большинстве случаев ток представляет собой упорядоченное движение электронов — отрицательно заряженных частиц. Выбор направления тока был сделан в то время, когда о свободных электронах в металлах ещё ничего не знали.
Действие тока.
Движение частиц в проводнике мы непосредственно не видим. О наличии электрического тока приходится судить по тем действиям или явлениям, которые его сопровождают.
Во-первых, проводник, по которому идёт ток, нагревается.
Во-вторых, электрический ток может изменять химический состав проводника: например, выделять его химические составные части (медь из раствора медного купороса и т. д.).
В-третьих, ток оказывает силовое воздействие на соседние токи и намагниченные тела. Это действие тока называется магнитным.
Так, магнитная стрелка вблизи проводника с током поворачивается. Магнитное действие тока в отличие от химического и теплового является основным, так как проявляется у всех без исключения проводников. Химическое действие тока наблюдается лишь у растворов и расплавов электролитов, а нагревание отсутствует у сверхпроводников.
В лампочке накаливания вследствие прохождения электрического тока излучается видимый свет, а электродвигатель совершает механическую работу.
Сила тока.
Если в цепи идёт электрический ток, то это означает, что через поперечное сечение проводника всё время переносится электрический заряд.
Заряд, перенесённый в единицу времени, служит основной количественной характеристикой тока, называемой силой тока.
Если через поперечное сечение проводника за время Δt переносится заряд Δq, то среднее значение силы тока равно:
Средняя сила тока равна отношению заряда Δq, прошедшего через поперечное сечение проводника за промежуток времени Δt, к этому промежутку времени.
Если сила тока со временем не меняется, то ток называют постоянным.
Сила переменного тока в данный момент времени определяется также по формуле (15.1), но промежуток времени Δt в таком случае должен быть очень мал.
Сила тока, подобно заряду, — величина скалярная. Она может быть как положительной, так и отрицательной. Знак силы тока зависит от того, какое из направлений обхода контура принять за положительное. Сила тока I > 0, если направление тока совпадает с условно выбранным положительным направлением вдоль проводника. В противном случае I < 0.
Термин сила тока нельзя считать удачным, так как понятие сила, применяемое к току, не имеет никакого отношения к понятию сила в механике. Но термин сила тока был введён давно и утвердился в науке.
Связь силы тока со скоростью направленного движения частиц.
Пусть цилиндрический проводник (рис. 15.2) имеет поперечное сечение площадью S.
За положительное направление тока в проводнике примем направление слева направо. Заряд каждой частицы будем считать равным q0. В объёме проводника, ограниченном поперечными сечениями 1 и 2 с расстоянием Δl между ними, содержится nSΔl частиц, где n — концентрация частиц (носителей тока). Их общий заряд в выбранном объёме q = q
В СИ единицей силы тока является ампер (А).
Эта единица установлена на основе магнитного взаимодействия токов.
Измеряют силу тока амперметрами. Принцип устройства этих приборов основан на магнитном действии тока.
Скорость упорядоченного движения электронов в проводнике.
Найдём скорость упорядоченного перемещения электронов в металлическом проводнике. Согласно формуле (15.2) где е — модуль заряда электрона.
Пусть, например, сила тока I = 1 А, а площадь поперечного сечения проводника S = 10-6 м2. Модуль заряда электрона е = 1,6 • 10-19 Кл. Число электронов в 1 м3 меди равно числу атомов в этом объёме, так как один из валентных электронов каждого атома меди является свободным. Это число есть n ≈ 8,5 • 1028 м-3 (это число можно определить, если решить задачу 6 из § 54). Следовательно,
Как видите, скорость упорядоченного перемещения электронов очень мала. Она во много раз меньше скорости теплового движения электронов в металле.
Условия, необходимые для существования электрического тока.
Для возникновения и существования постоянного электрического тока в веществе необходимо наличие свободных заряженных частиц.
Однако этого ещё недостаточно для возникновения тока.
Для создания и поддержания упорядоченного движения заряженных частиц необходима сила, действующая на них в определённом направлении.
Если эта сила перестанет действовать, то упорядоченное движение заряженных частиц прекратится из-за столкновений с ионами кристаллической решётки металлов или нейтральными молекулами электролитов и электроны будут двигаться беспорядочно.
На заряженные частицы, как мы знаем, действует электрическое поле с силой:
Обычно именно электрическое поле внутри проводника служит причиной, вызывающей и поддерживающей упорядоченное движение заряженных частиц.
Только в статическом случае, когда заряды покоятся, электрическое поле внутри проводника равно нулю.
Если внутри проводника имеется электрическое поле, то между концами проводника в соответствии с формулой (14.21) существует разность потенциалов. Как показал эксперимент, когда разность потенциалов не меняется во времени, в проводнике устанавливается постоянный электрический ток. Вдоль проводника потенциал уменьшается от максимального значения на одном конце проводника до минимального на другом, так как положительный заряд под действием сил поля перемещается в сторону убывания потенциала.
Источник: «Физика — 10 класс», 2014, учебник Мякишев, Буховцев, Сотский
Законы постоянного тока — Физика, учебник для 10 класса — Класс!ная физика
Электрический ток. Сила тока — Закон Ома для участка цепи. Сопротивление — Электрические цепи. Последовательное и параллельное соединения проводников — Примеры решения задач по теме «Закон Ома. Последовательное и параллельное соединения проводников» — Работа и мощность постоянного тока — Электродвижущая сила — Закон Ома для полной цепи — Примеры решения задач по теме «Работа и мощность постоянного тока. Закон Ома для полной цепи»
Сила тока. Единицы силы тока
На прошлых уроках мы вплотную подошли к тому факту, что ток — это физическая величина. Т.е., действия электрического тока могут иметь разную степень или же силу. Мы уже много раз говорили о том, что электрический ток — это движение заряженных частиц. Логично предположить, что сила тока зависит либо от количества этих частиц, либо от скорости их движения.
Это действительно так: опытным путём было установлено, что сила тока зависит от количества заряда, проходящего по цепи в единицу времени. Поэтому, чем больше частиц переместится от одного полюса к другому, тем больше будет суммарный перенесённый заряд.
Сила тока равна отношению электрического заряда, прошедшего, через поперечное сечение проводника, ко времени его прохождения:
Как мы помним, заряд измеряется в кулонах, а время — в секундах (в системе СИ). На прошлом уроке, мы уже узнали, что единицей измерения силы тока является ампер:
Однако, каждая физическая единица измерения должна быть соотнесена с тем или иным явлением. Рассмотрим, что же легло в основу определения силы тока в 1 А. Поскольку заряженные частицы взаимодействуют между собой, проводники, через которые проходит ток — тоже будут взаимодействовать в той или иной степени. Эта степень будет зависеть от длины проводников, от расстояния между ними, от среды, в которой находятся проводники, и, конечно, от силы тока. Для опыта мы можем взять два проводника одинаковой длины, которые, разумеется, будут находиться в одинаковой среде. Подключим оба проводника к источнику тока, держа их на фиксированном расстоянии. Тогда, сила тока будет единственным фактором, влияющим на силу взаимодействия проводников. Перед тем, как начать опыт, заметим, что проводники будут притягиваться, если токи в обоих проводниках сонаправлены, и наоборот — будут отталкиваться, если токи противоположны по направлению. Это, фактически, приведёт к изменению расстояния между проводниками. Чтобы этим обстоятельством можно было пренебречь, возьмём очень длинные и тонкие проводники. Поместим эти проводники в вакуум на расстоянии 1 м друг от друга и пустим по ним одинаковый ток. Рассмотрим метровые участки таких проводников: они будут практически параллельны.
Итак, единицей силы тока считается сила, при которой два таких отрезка взаимодействуют с силой 0,2 мкН.
Теперь мы можем дать определение и единице заряда, о которой мы говорили ранее. 1 Кл — это заряд, который за 1 с прошел сквозь поперечное сечение проводника при силе тока 1 А.
Помимо ежедневного использования электрического освещения, все мы знаем ещё один яркий пример электрического тока. Это молния. Молния обладает очень большой силой тока, который может проходить либо между облаками, либо между облаком и поверхностью земли.
В результате трения друг о друга, слои воздуха электризуются, накапливая все больший и больший заряд. В момент, когда этот заряд становится достаточно большим, между облаками проскакивает электрический ток в виде молнии. Также, наэлектризованное облако, обладающее отрицательным зарядом в нижней части может способствовать тому, что поверхность земли под ним электризуется положительно, и молния ударяет в землю. Молния часто бьёт в объекты, возвышающиеся над остальными (например, в одиноко стоящее дерево). Здесь нет ничего удивительного: ток идёт по кратчайшему пути, а то, что является самой высокой точкой для нас — ближе всего к облакам. Однако, есть много других факторов, влияющих на то, куда ударит молния, поэтому предсказать следующую «мишень» крайне сложно.
Упражнения.
Задача 1. Сила тока в лампочке составляет 200 мА. Какой заряд проходит через лампочку за 3 минуты?
Задача 2. Через поперечное сечение проводника прошло 900 миллиардов электронов за 0,3 мкс. Какова сила тока в этом проводнике?
На первый взгляд может показаться, что такое огромное число электронов просто не могло пройти поперечное сечение за одно мгновение. Но, ведь, размер электрона очень мал, а его скорость, как правило, составляет несколько миллиметров в секунду.
Задача 3. Какова скорость электронов в проводнике с током 2 А, если одновременно через сечение проходит 70 млн электронов? Радиус электрона считать за 2,82 ×10−15 м, предполагая, что электроны двигаются вплотную друг к другу.
I. Организационный момент (2 мин) II. Актуализация знаний (5 мин) | Слово учителя. Приветствие. Проверка домашнего задания. Приём «Ромашка вопросов» Работа с презентацией урока. Ответы на вопросы, выполнение практических заданий. | Организация положительного самоопределения учеников к деятельности на уроке. Повторение изученного материала. Выявление затруднений в индивидуальной деятельности каждого учащегося | Приветствует обучающихся, проверяет их готовность к уроку. -Здравствуйте, ребята! Бывают уроки похожие и разные, Если к ним приглядеться с различных сторон, Бывают уроки, как радостный праздник, А бывают они как мучительный сон! -Начинаем наш урок. -Дома вы должны были повторить пройденный материал по теме «Электрический ток». Прежде чем начать проверку домашнего задания, хочу вас предупредить, что урок сегодняшний необычный, оценки на нём буду ставить не только я, но и вы сами. Для этого перед каждым из вас лежит «Таблица самооценки» (Приложение, таблица 1). На каждом этапе урока вы будете ставить отметки себе и своим одноклассникам, в конце занятия таблички мне сдадите, а я поставлю итоговую оценку. -Начнём проверку. Простой Что такое электрический ток? Уточняющий Как направлен электрический ток во внешней части цепи? Из каких частей состоит простейшая электрическая цепь? Творческий Какие приёмники, или потребители, электрической энергии вы знаете? Оценочный Объясните разницу в понятиях электрическая цепь и элементы электрической цепи | Приветствуют учителя, приветствуют гостей, проверяют свою готовность к уроку, настраиваются на работу. Слушают учителя, выбирают лепестки с заданиями, отвечают на вопросы (повторение изученного материала). Электрический ток — это упорядоченное движение заряженных частиц. Направление эл. тока – эл. ток направлен от положительного полюса источника к отрицательному. Простейшая электрическая цепь состоит из источника тока, приёмника, замыкающего устройства (ключ), соединительные провода К приёмникам или потребителям электрической энергии относятся электродвигатели, лампы, плитки, всевозможные электробытовые приборы (утюг, холодильник, микроволновая печь, фен) Электрическая цепь – это совокупность элементов цепи соединённых друг с другом. А элементы это перечень приборов, из которых состоит цепь. | Самоопределение (Л) Построение речевого высказывания(П) К: планирование учебного сотрудничества с учителем и сверстниками | III. Постановка учебных целей и задач. (6мин) | 1. Беседа по вопросам. Работа с презентацией. | Постановка целей и задач урока. | Ребята! У вас на столах стоят электрические приборы, с которыми вам предстоит поработать. Но прежде чем приступить к работе, предлагаю вспомнить технику безопасности при работе с электрическими приборами. Имея различные электрические приборы (источник тока, 2 лампочки, ключ, соединительные провода), зарисуйте схему и составьте цепь Учащиеся замыкают собранные цепи только после разрешения учителя, контролирующего правильность сборки цепи. Задаются вопросы, ведущие к выдвижению гипотезы: -Возникает ли в цепи электрический ток после замыкания ключа? -Как вы узнали? -С одинаковой ли яркостью горят лампочки? -Как вы думаете — почему одна горит ярче другой? Можем ли мы дать ответ на этот вопрос? — Ответить точно на возникший вопрос мы не сможем. Давайте начнем предполагать, почему это наблюдается. Почему лампочка горит, когда цепь замкнута? -Какое действие тока проявляется при проведении данного опыта? -А что значит «горит ярче»? -Какой же физической величиной характеризуется любое действие? -Какой вывод можно сделать о действии электрического тока? Это и будет нашей гипотезой. -Давайте попытаемся, имея результаты наблюдения и различные гипотезы, выдвинутые вами, сформулировать тему урока. Так какова же тема нашего урока? Какова цель нашего урока? -Значит, какие цели поставим перед собой, что надо будет узнать? -Что будем делать для этого? Какие задачи поставим? -Предлагаю начать работу. | — На рабочем месте оборудование располагайте аккуратно. — После сборки всей электрической цепи, не включайте до тех пор, пока всё не проверит учитель. — Все изменения в электрической цепи можно проводить только при выключенном источнике электропитания. — При обнаружении неисправности в электрических устройствах, находящихся под напряжением, немедленно отключите источник электропитания и сообщите об этом учителю. — По окончании работ отключите источник электропитания и разберите электрическую цепь. Составляют и зарисовывают цепь. — Да -Загораются лампочки — Нет, одна ярче другой — Предполагают, что в одной лампе ток больше, чем в другой — Течет ток -Тепловое — Больше тепловое действие — Силой — Через лампочки протекает ток разной силы — Сила тока. Измерение силы тока. — Дать понятие силы тока, познакомить с единицей измерения. Цели: 1. Узнать, что называют силой тока Задачи: 1.научиться объяснять понятие сила тока 2. вычислять силу тока 3.знать единицы измерения силы тока 4. пользоваться прибором для измерения силы тока | Определение цели урока (Р) Логические действия (П) Самоопределение (Л) Осознанное и произвольное построение речевого высказывания (П) | IV. «Открытие нового знания» (построение проекта выхода из затруднения). (7 мин) V. Первичное закрепление. (3 мин) VI.Этап закрепления нового материала (6 мин) VII. Самостоятельная работа с самопроверкой по эталону. ( 8мин) Творческая и практическая деятельность. | Работа с учебником, с таблицей-вопросником. Игровая деятельность. Взаимоопрос. Письменная работа в парах, параграфом учебника. Работа с презентацией. Работа с раздаточным материалом, с презентацией. | Раскрытие сущности новых понятий, усвоение новых способов учебной и умственной деятельности обучающихся. Каждый для себя должен сделать вывод о том, что он уже умеет. Проверим, какие новые знания об электрическом токе вы получили: проведём небольшой тест. Букву верного ответа выписываем в оценочный лист. | На эти вопросы вам поможет ответить параграф учебника (п.37, стр.107-109). Прочитайте его и ответьте на вопросы, которые есть у вас в табличке раздаточного материала (Приложение, таблица 2.) Внимательно читаем задание и находим ответы на вопросы. Если вы готовы, давайте начнём проверку, но это сделаю не я, а вы сами. Поиграем в игру «Учитель-ученик»: тот, кого я назову, должен встать и задать вопрос своему однокласснику, назвав его по имени. Вы сидите в парах. Я предлагаю, друг другу рассказать то, что изучили и ваш сосед должен вас оценить и поставить оценку. Используя полученные знания на уроке предлагаю решить задачи: №1. На столе стоит стакан с кипятильником. Чтобы проверить температуру воды Витя опускает палец в стакан при включённом кипятильнике. Почему нельзя так поступить? №2. Через спираль электроплитки за 12 мин прошло 3000 Кл электричества. Какова сила тока в спирали? Тест. Сила тока – это физическая величина, равная… А) электрическому заряду, прошедшему в цепи через поперечное сечение проводника за 1 с. Б) электрическому заряду, прошедшему в цепи через поперечное сечение проводника. В) электрическому заряду, прошедшему по электрической цепи за время её работы. 2. По какой формуле определяют силу тока? К) Л) М) 3. Как названа единица силы тока? О) Джоуль (дж) П) Ампер (А) Р) Кулон (Кл) 4. За 10 с через поперечное сечение проводника прошёл заряд 5 Кл. Определите силу тока в проводнике. Е) 0, 5 А Ж) 50 А З) 2 А 5. Силу тока измеряют…. П)…гальванометром Р)…амперметром С)…электрометром. Проверим результаты теста. Если Вы правильно ответили на вопросы теста, то у вас получилось имя французского физика, в честь которого и была названа единица измерения силы тока. Ландау сказал, верховным судье всякой физической теории является опыт. Без экспериментаторов теоретики скисают. -Я предлагаю проверить гипотезу. Для измерения силы тока используют прибор, который называю амперметром, чтобы его отличить от других приборов, на шкале ставят букву А. На схемах обозначают . Амперметр включают последовательно с тем прибором, силу тока в котором измеряют. Этот прибор включается в электрическую цепь последовательно (следом — друг за другом), так, чтобы клемма + соединялась с проводником, идущим от + полюса источника тока. Включим наши амперметры в ту цепь, что мы собирали. Измерим силу тока в 2 разных местах. Что можно сказать о силе тока в лампочках? Оценили себя — Проблема, почему лампы горят по-разному, не решена. Мы найдём решение нашей проблемы на следующих уроках. | Самостоятельная работа, изучение параграфа, ответы на вопросы (запись в таблицу). Перекрёстный опрос: Что такое сила тока? Как обозначается сила тока? Как можно вычислить силу тока? Основная единица измерения силы тока? Прибор для измерения силы тока? Что такое сила тока в 1 А? ( Если отрезки параллельных проводников длиной 1 м, находящиеся на расстоянии 1м друг от друга, взаимодействуют с силой 2∙10-7 Н, то по проводникам протекает ток 1 А) -Вода — хороший проводник тока. Если в кипятильнике произойдёт замыкание на корпус, то Витя получит электротравму. Нужно сначала вынуть вилку из розетки Ответ: 4,2 А Решают тест Андре-Мари Ампер. Ученик рассказывают об ученом. Учащимся предлагается по предложенной схеме собрать электрическую цепь и измерить силу тока на различных участках цепи Измерить силу тока в лампах 1 и 2 нашей цепи и сравнить их. Сила тока в каждой из лампочек одинаковая. Гипотеза оказалась неверной. Проблема, почему лампы горят по-разному, не решена. | П: анализ, синтез, моделирование, выбор оснований и критериев для сравнения, классификации, построение логической цепи рассуждений, формулирование задания, выбор наиболее эффективных способов решения задач в зависимости от конкретных условий ; Р: контроль, коррекция; К: планирование учебного сотрудничества с учителем и сверстниками, умение устанавливать и поддерживать контакт с собеседником, инициативно вести диалог, быстро реагировать на реплики собеседника. | VIII. Рефлексия деятельности (итог урока). (2-3 минуты) | Заключительная беседа по вопросам; монологические высказывания. Работа с презентацией, слайд №3 | Осознание своей учебной деятельности, самооценка результатов деятельности своей и класса | -Какой была тема нашего урока? -Для чего нужно уметь измерять силу тока в цепи? Знать о величине силы тока? Оцените свою деятельность и деятельность одноклассников и поставьте себе оценку (таблица самооценки). | — Сила тока. Измерение силы тока -Обозначение силы тока, формулу для её вычисления, единицы измерения, способ измерения. Учились измерять силу тока в цепи -В повседневной жизни нас окружают электроприборы, мы ими пользуемся, поэтому необходимо знать, какой должна быть сила тока в электрической цепи, чтобы приборы работали в нормальном режиме Фиксируют результаты своей деятельности в соответствии с поставленными задачами, оценивают свою деятельность и деятельность товарищей Определяют свое эмоциональное состояние на уроке; заполняют дневники достижений (оценочная карта) | П: рефлексия способов и условий действия, контроль и оценка процесса и результатов деятельности; Л: самооценка на основе критерия успешности, адекватное понимание причин успеха/неуспеха в учебной деятельности; К: выражение своих мыслей с достаточной полнотой и точностью, формулирование и аргументация своего мнения и позиции в коммуникации, использование критериев для обоснования своего суждения. Р: оценка (выделение и осознание учащимися того, что уже усвоено и что ещё подлежит усвоению, осознание качества и уровня усвоения). |
Сила тока. Амперметр. Решение задач | Поурочные планы по физике 8 класс
Сила тока. Амперметр. Решение задач
27.02.2014 14576 0Цель: ввести новую физическую величину — силу тока и единицу ее измерения (ампер). Побуждать учащихся к преодолению трудностей в процессе умственной деятельности, воспитать интерес к физике.
Демонстрации: взаимодействие параллельных проводников при замыкании сети.
Ход урока
I. Организационный момент
II. Повторение.
Проверка домашнего задания
В начале урока можно провести краткий опрос по материалу, изученному на предыдущем уроке. К вопросам учебника можно добавить ряд дополнительных: Чем отрицательный ион в электролите отличается от электрона?
— Почему в дистиллированной воде и серной кислоте, взятых отдельно, ток не проходит, а в водном растворе серной кислоты проходит?
Каким образом, опустив в стакан с водой два провода, присоединенные к полюсам источника тока, можно узнать, исправен ли он?
Почему магнитный компас дает неправильные показания, если вблизи находится провод с электрическим током?
III. Изучение нового материала
План изложения нового материала:
1. Сила тока.
2. Ампер как единица измерения силы тока.
3.Амперметр.
1. При введении понятия о силе тока полезна аналогия с течением воды в трубе. Действительно, о силе тока воды можно судить по массе воды, которая протекает в единицу времени через поперечное сечение трубы.
Сила же электрического тока равна количеству электрического заряда, прошедшего через поперечное сечение проводника в единицу времени:
2. При введении ампера как основной единицы СИ важно подчеркнуть, что для выбора единицы силы тока можно было бы воспользоваться любым его действием: тепловым, магнитным или химическим. Главное, чтобы это действие поддавалось точному количественному выражению. — На Международной конференции по мерам и весам в 1948 году было решено в основу определения единицы силы тока положить взаимодействие двух проводников с током.
Далее учитель может продемонстрировать взаимодействие (притяжение и отталкивание) двух параллельных проводников при замыкании сети. Силу взаимодействия проводников с током можно измерить. Эта сила зависит от длины проводников, расстояния между ними, среды, в которой находятся проводники и, что самое важное, от силы тока в проводниках. Если одинаковы все условия, кроме силы токов, то, чем больше сила тока в каждом проводнике, тем с большей силой они взаимодействуют между собой.
За единицу силы тока принят ампер (А):
m=iA.
Через единицу силы тока — 1 А определяется единица электрического заряда- 1 Кл:
3.Показать и объяснить , как включается в цепь амперметр.
IV. Решение задач
С целью закрепления изученного материала последнюю часть урока можно посвятить решению задач. Первые задачи учитель может разобрать у доски, остальные — учащиеся решают самостоятельно.
Задача 1
Через спираль электроплитки за 12 мин прошло 3000 Кл электричества. Какова сила тока в спирали?
Задача 2
Ток в электрическом паяльнике 500 мА. Какое количество электричества пройдет через паяльник за 2 мин?
Задача 3
Сколько времени продолжается перенос 7,7 Кл при силе тока 0,5 А?
Задача 4
По обмотке включенного в цепь прибора идет ток силой 5 мА. Какое количество электричества пройдет через прибор в течение 1 ч?
Задача 5
При включении лампы накаливания в электрическую цепь через ее нить за 0,5 мин проходит 9 Кл электричества, а после того как накал достигнет максимальной величины — 12 Кл за 1 мин. Как изменяется сила тока в лампе? Каким образом можно объяснить это явление?
Домашнее задание
§ 36 учебника;
Упражнение 18 (3-4)
Тест по физике Сила тока и напряжение для 8 класса
Тест по физике Сила тока и напряжение для 8 класса с ответами. Тест включает два варианта, в каждом по 7 заданий.
Вариант 1
A1. В основу определения единицы силы тока положено явление
1) взаимодействия электрических зарядов
2) взаимодействия электрических токов
3) электризации тел
4) теплового действия тока
А2. За 2 мин по участку цепи проходит электрический заряд в количестве 12 Кл. Сила тока на этом участке цепи равна
1) 0,1 А
2) 6 А
3) 24 А
4) 1440 А
А3. На рисунке показана электрическая схема с двумя амперметрами. Показание амперметра A1 — 40 мА. Показание амперметра А2 …
1) меньше 40 мА
2) 40 мА
3) больше 40 мА
4) меньше или больше 40 мА
А4. Напряжение — это физическая величина, показывающая
1) какой заряд перемещается по проводнику
2) какой путь проходит единичный положительный заряд в проводнике
3) какую работу совершает электрическое поле при перемещении единичного положительного заряда по проводнику
4) с какой скоростью движется единичный положительный заряд
А5. При перемещении по цепи заряда 0,5 Кл электрический ток совершил работу 40 Дж. Напряжение на этом участке цепи равно
1) 0,0125 В
2) 20 В
3) 40 В
4) 80 В
А6. Напряжение на каком-либо участке цепи можно измерить
1) амперметром, подключённым параллельно этому участку
2) амперметром, подключённым последовательно с этим участком
3) вольтметром, подключённым параллельно этому участку
4) вольтметром, подключённым последовательно с этим участком
B1. Установите связь между физическими величинами и единицами измерения.
ФИЗИЧЕСКАЯ ВЕЛИЧИНА
А) Электрический заряд
Б) Напряжение
ЕДИНИЦА ИЗМЕРЕНИЯ
1) А/с
2) А · с
3) Дж · Кл
4) Дж/Кл
5) Кл/с
Вариант 2
А1. Сила тока в проводнике равна
1) произведению электрического заряда, прошедшего через поперечное сечение проводника, и времени его прохождения
2) отношению квадрата электрического заряда, прошедшего через поперечное сечение проводника, ко времени его прохождения
3) произведению квадрата электрического заряда, прошедшего через поперечное сечение проводника, и времени его прохождения
4) отношению электрического заряда, прошедшего через поперечное сечение проводника, ко времени его прохождения
А2. Сила тока в электрической цепи равна 0,27 А. За 5 минут через поперечное сечение проводника пройдет электрический заряд
1) 0,054 Кл
2) 0,185 Кл
3) 6 Кл
4) 81 Кл
А3. Силу тока на каком-либо участке цепи можно измерить
1) амперметром, подключенным параллельно этому участку
2) амперметром, подключенным последовательно с этим участком
3) вольтметром, подключенным параллельно этому участку
4) вольтметром, подключенным последовательно с этим участком
А4. Работа электрического тока зависит
1) только от электрического заряда
2) только от силы тока
3) от электрического заряда и напряжения
4) только от свойств проводника
А5. При перемещении по цепи заряда 0,2 Кл электрический ток совершил работу 20 Дж. Напряжение на этом участке цепи равно
1) 0,01 В
2) 4 В
3) 20 В
4) 100 В
А6. Для измерения напряжения на лампе вольтметр следует подключить согласно схеме
B1. Установите связь между физическими величинами и единицами измерения.
ФИЗИЧЕСКАЯ ВЕЛИЧИНА
А) Работа тока
Б) Сила тока
ЕДИНИЦА ИЗМЕРЕНИЯ
1) Кл/В
2) А · с
3) Кл · В
4) Дж/Кл
5) Кл/с
Ответы на тест по физике Сила тока и напряжение для 8 класса
Вариант 1
А1-2
А2-1
А3-2
А4-3
А5-4
А6-3
В1. А2 Б4
Вариант 2
А1-4
А2-4
А3-2
А4-3
А5-4
А6-3
В1. А3 Б5
§ 37. Сила тока. Единицы силы тока
1. От чего зависит интенсивность действий электрического тока?
Условие:
Решение:
Советы:
Также интенсивность действия зависит от среды, в которой находится проводник электричества.
2. Какой величиной определяется сила тока в электрической цепи?
Условие:
Решение:
Советы:
Взаимодействие токов происходит за счет магнитного поля, создаваемого каждым из проводов.
3. Как выражается сила тока через электрический заряд и время?
Условие:
Решение:
Советы:
Т.е. один Ампер - это Кулон в секунду.
4. Что принимают за единицу силы тока? Как называется эта единица?
Условие:
Решение:
Советы:
Или это сила тока, при которой два провода по метру длины каждый, расположенные параллельно, взаимодействуют с силой 0,0000002 Н.
5. Какие дольные и кратные амперу единицы силы тока вы знаете?
Условие:
Решение:
Советы:
Наноамперы - 1 нА = 0.000000001 А, Гигаамперы - 1ГА = 1000000000 А.
6. Как выражается электрический заряд (количество электричества) через силу тока в проводнике и время его прохождения?
Условие:
Решение:
Советы:
Т.е. размерность заряда можно выражать через кулоны или ампер на секунду.
Упражнение 24.1. Выразите в амперах силу тока, равную 2000 мА; 100 мА; 55 мА; 3 кА.
Условие:
Решение:
Советы:
Т.е. милли - это одна тысячная, а кило - это тысяча.
Упражнение 24.2. Сила тока в цепи электрической плитки равна 1.4 А. Какой электрический заряд проходит через поперечное сечение её спирали за 10 мин?
Условие:
Решение:
Советы:
Вначале записываем выражение для силы тока: I = q/t, и из него получаем выражение для заряда q.
Упражнение 24.3. Сила тока в цепи электрической лампы равна 0.3 А. Сколько электронов проходит через поперечное сечение спирали за 5 мин?
Условие:
Решение:
Советы:
В металлическом проводнике переносчиками заряда являются только электроны.
Сила тока. Единицы силы тока.
На изучение темы «Сила тока. Единицы силы тока» в 8 классе отводится один урок. Он связан с предыдущими уроками и его значение велико при прохождении последующих тем. Тип урока — урок изучения новой темы.
Класс, с которым я сегодня работала, был мне не знаком и поэтому при построении урока приходилось рассматривать различные ситуации. Дополнительно к уроку я подготовила индивидуальные карточки на сильных учеников (олимпиадники…).
Педагогическая цель: дать понятие – Сила тока, познакомить учащихся с единицами измерения.
Для достижения личностных результатов, а именно чтобы сформировать познавательный интерес, интеллектуальные и творческие способности учащихся; убежденность в возможности познания природы, уважение к творцам науки и техники на уроке применила метод сравнения различных ситуаций из жизни и из разных разделов физики.
На организационном этапе урока привлекла внимание сигналом тишины и привлечения внимания ХАЙ ФАЙВ.
На этапе актуализации знаний заинтересовала игровой технологией, устанавливала связь с учениками, используя проверку знаний, предложив стихотворную и игровую формы и обучающую структуру из СИНГАПУРСКОЙ МЕТОДИКИ ЭЙ АР ГАЙД (сравнение знания и точки зрения учеников по теме до и после выполнения «УПРАЖНЕНИЯ — РАЗДРАЖИТЕЛЯ»)
Выход на изучение новой темы осуществлялся плавно, незаметно для учащихся с использованием методики исследования. Тему урока озвучили сами.
На этапе изучения новой темы применялась работа с учебником , вывод единицы измерения из формулы силы тока, метод сравнения и ассоциации со знакомыми объектами.
Чтобы добиться метапредметных результатов, а именно: овладение навыками самоконтроля, самооценивания, формирование умений воспринимать, перерабатывать и предъявлять информацию в словесной, образной, символической формах, анализировать и перерабатывать полученную информацию в соответствии с поставленными задачами, овладение эвристическими методами решения проблем; формирование умений работать в группе , в парах и индивидуально; на всех этапах урока были организованы индивидуальная, фронтальная, групповая, коллективные работы учащихся. «Связки» между этапами урока были логичны «от простого – к сложному», «от знакомого – к незнакомому».
Наглядные пособия в достижении поставленной цели использовались и играли большую роль. Первичное закрепление полученных знаний осуществила структурами как финкт-райт-раунд робин («подумай-запиши-обсуди в команде»), раунд робин. Контроль за качеством усвоения знаний реализовала через творческий проект.
Темп урока высокий, так как мне удалось подключить большинство учащихся в работу. К возможностям реального урока — 45 минут, можно поработать с виртуальной лабораторией, подольше работать с творческим проектом и закрепить знания решением задач с использованием формул напряжения и силы тока.
Физкультминутка не была проведена осознанно, потому что в ходе урока дети вставали, перемещались по классу , то есть были в движении и меняли виды деятельности
Что получилось? Что не получилось? (Все этапы по построению выполнены, но на определенном этапе не получилось…)
Я считаю, что я добилась поставленных целей.
Самоанализ открытого урока
На изучение темы «Сила тока. Единицы силы тока» в 8 классе отводится один урок. Он связан с предыдущими уроками и его значение велико при прохождении последующих тем. Тип урока — урок изучения новой темы.
Класс, с которым я сегодня работала, был мне не знаком и поэтому при построении урока приходилось рассматривать различные ситуации. Дополнительно к уроку были подготовлены разноуровневые карточки с заданиями (на сильных учеников,если в ходе урока выявятся).
Цели урока:
Предметные: Дать понятие силы тока, познакомить с единицами измерения.
Развивающие:
- Развитие познавательных интересов.
- Развитие умения сравнивать, обобщать, делать выводы.
- развивать логическое мышление.
Коммуникативные: умение работать в группе, в парах, умение договариваться, делать сообщения.
Данные задачи решала в процессе организации деятельности на уроке, на его этапах.
Использовала игровые технологии, проблемное обучение, исследовательские методы, метод сравнения различных ситуаций из жизни и из разных разделов физики. Для актуализации знаний организовала игру, используя бытовые приборы определяли к каким видам действия тока они относятся. Использовала «упражнение – раздражитель » структура из сингапурской методики эр ар гайд.
Создала проблемную ситуацию , вызвала затруднение в определении силы тока. Организовала исследовательскую деятельность учащихся путем проведения 2 опытов и сравнения их результатов. Такая деятельность позволяет самим учащимся над проблемой и позволяет сформулировать выводы.
«Связки» между этапами урока были логичны «от простого к сложному», «от знакомого к незнакомому».
Самостоятельная работа с информацией делает урок научным , доступным. Использование ЦОР наглядно демонстрирует то, что невозможно показать в обычных условиях.
Первичное закрепление полученных знаний осуществила обучающими структурами из сингапурской методики финкт-райт-раунд («подумай-запиши-обсуди в команде») и раунд робин. Привела примеры работ с творческим проектом сверстников.
Организация урока позволила включить всех учащихся в работу.
определение силы тока | Словарь английских определений
текущий
прил
1 из ближайшего настоящего; в процессе
текущие события
2 самые последние; актуальный
текущий номер журнала
3 общеизвестные, применяемые или принятые; распространенный
текущий слух
4 в обращении и действителен в настоящее время
текущих монет
n
5 (особенноводы или воздуха) постоянный, как правило, естественный поток
6 Масса воздуха, водоема и т. Д., Имеющая устойчивый поток в определенном направлении
7 расход такой массы
8 (также называется) электрический ток (физика)
a поток электрического заряда через проводник
b скорость потока этого заряда.Обычно измеряется в амперах., (Символ) Я
9 общая тенденция или дрейфтоки мнений
(C13: от старофранцузского corant, буквально: бег, от corre to run, от латинского currere)
♦ в настоящее время аванс
♦ актуальность n
переменный ток
n непрерывный электрический ток, который периодически меняет направление, обычно синусоидально (аббревиатура.) AC Сравнить →
постоянный ток
Кромвельское течение
n экваториальное тихоокеанское течение, текущее на восток с Гавайских островов на Галапагосские острова
(C20: названо в честь Т. Кромвеля (1922-58), океанографа США)
расчетный счет
н
1 счет в банке или строительном кооперативе, на который можно в любое время выписать чеки (U.Имя С.) текущий счет (канадское название) чек-счет
2 (Экономика), часть платежного баланса, состоящая из торгового баланса и невидимого баланса
Сравнить →
счет операций с капиталом →
1
оборотные активы
pl n денежные средства и операционные активы, конвертируемые в денежные средства в течение года (также называемые) оборотные средства Сравнить →
основные средства
Учет текущих затрат
n метод учета, при котором активы оцениваются по их текущей восстановительной стоимости, а не по первоначальной стоимости.Часто используется во время высокой инфляции
Сравнить →
учет по первоначальной стоимости
плотность тока
n отношение электрического тока, протекающего в определенной точке проводника, к площади поперечного сечения проводника, взятой перпендикулярно току, протекающему в этой точке. Он измеряется в амперах на квадратный метр., (Символ) Дж
КПД по току
n (Физика) отношение фактической массы вещества, высвобождаемого из электролита при прохождении тока, к теоретической массе, высвобождаемой в соответствии с законом Фарадея
текущие расходы
pl n некапитальные и обычно периодические расходы, необходимые для работы предприятия
краткосрочные обязательства
pl n коммерческие обязательства со сроком погашения в течение года
темновой ток
n остаточный ток, производимый фотоэлектрическим устройством, когда он не освещен
постоянный ток
n непрерывный электрический ток, который течет только в одном направлении, без существенного изменения величины (аббревиатура.) DC Сравнить →
переменный ток
вихревой ток
n электрический ток, индуцируемый в массивном проводнике, таком как сердечник электромагнита, трансформатора и т. Д., Переменным магнитным полем (также называется) Ток Фуко
электрический ток
n другое название для →
текущий →
8
Ток Фуко
n другое название для →
вихретоковый
Течение Гумбольдта
n холодное океанское течение в южной части Тихого океана, текущее на север вдоль побережья Чили и Перу (также называется) Перу Текущий
Японское течение
n теплое океаническое течение, текущее на северо-восток от восточного побережья Японии в сторону северной части Тихого океана (также называемое) Куросио
Лабрадорское течение
n холодное океанское течение, текущее на юг от побережья Лабрадора и встречающееся с теплым Гольфстримом, вызывающее густые туманы у Ньюфаундленда
Peru Current
n другое название для →
Ток Гумбольдта
устройство защитного отключения
adv
n устройство отключения цепи, установленное в электрооборудовании для защиты оператора от поражения электрическим током (аббревиатура.) УЗО
термоэлектронный ток
n электрический ток, возникающий между двумя электродами в результате электронов, испускаемых термоэлектронной эмиссией
течение мутности
n закрученная масса воды и взвеси, поднятая цунами, штормом, наводнением реки и т. Д.
| Когда ток течет через проводник, находящийся в магнитном поле. поле, проводник испытывает силу, , за исключением , когда ток течет параллельно силовым линиям магнитного поля. | ||
| Направление силы от 90 до , как ток, так и поле . | ||
| Джон Амброуз Флеминг заметил способ запомнить родство между тремя направлениями тока, поля и силы (или результирующее движение), фигурирующая здесь. | ||
| Поместите большой, указательный и второй пальцы левой руки руку на 90 друг другу (или как можно ближе!) | ||
| Предположим, вы хотите найти направление (и смысл) силы на проводнике в магнитном поле. | ||
| Поместите F Первый палец в направление F ield , se C ond палец в направлении потока C (разумеется, обычный ток), и тогда вы обнаружите, что Ваш thu M b указывает направление движения force (или результирующее M otion ). | ||
| Это теперь называется Правило левой руки Флеминга (вы можете догадаться, почему?) | ||
| Эффект можно наблюдать с помощью прибора, подобного показанному. ниже. | ||
| Маленькая подвижная медная трубка контактирует с двумя неподвижными медными «рельсы», по которым он может катиться. | ||
| Когда через систему проходит ток, как показано, медный трубка перемещается вправо или влево в зависимости от ориентации магнит и чувство тока. (В ситуации, показанной выше он движется вправо.) | ||
| Иногда вам может понадобиться встать на голову, чтобы взять руку примерно в том же положении, что и исследуемый аппарат, но давайте Признайтесь, это небольшая цена за научный прогресс. | ||
| Эксперименты показывают , что величина звездной величины сила, действующая на проводник с током в магнитном поле | ||
| — прямо пропорциональна току, Я | ||
| — прямо пропорциональна длине, L проводника в поле | ||
| — зависит от угла между током и полем. | ||
| Следовательно, у нас | ||
| так | ||
| и если угол между током и полем равен 90, то постоянная называется плотностью магнитного потока (или напряженность магнитного поля ), условное обозначение, B . | ||
| Это означает, что мы можем измерить силу магнитного поля. пропуская через него известный ток под углом 90 ° к полю, и измерение силы, действующей на проводник, по которому проходит ток. | ||
| Плотность магнитного потока магнитного поля определяется как: | ||
| Сила на единицу длины на единицу тока воздействуя на проводник, помещенный на 90 к полю . | ||
| Следовательно, единицы B — NA -1 м -1 но 1NA -1 м -1 называется 1Тесла (после Никола Тесла) | ||
| Если у нас есть ситуация, в которой угол между полем и ток не 90, а какой-то другой угол, θ, тогда сила на единичный ток на единицу длины имеет меньшую величину. | ||
| Мы знаем из экспериментов, что сила составляет ноль , когда угол равен нулю и максимум, когда угол равен 90. | ||
| Таким образом, мы можем предположить, что будет sinq где-нибудь в уравнении. | ||
| Посмотрим на это немного внимательнее: | ||
| Если угол между силовыми линиями тока и силовыми линиями равен q, то величина компонент B , который на 90 равен B cos (90-θ) что равно B sinθ, см. диаграммы ниже. | ||
| В заключение, для проводника, по которому проходит ток, Я под углом θ к магнитному полю потока плотность B , сила, действующая на проводник, равна предоставлено | ||
Напряжение пробоя изолятора | Физика проводников и изоляторов
Атомы в изоляционных материалах имеют очень плотно связанные электроны, очень хорошо сопротивляющиеся свободному потоку электронов.Однако изоляторы не могут выдерживать неопределенное количество напряжения. При подаче достаточного напряжения любой изолирующий материал в конечном итоге поддастся электрическому «давлению», и тогда возникнет ток. Однако, в отличие от ситуации с проводниками, где ток линейно пропорционален приложенному напряжению (при фиксированном сопротивлении), ток через изолятор весьма нелинейен: при напряжениях ниже определенного порога ток практически не протекает, но если приложенное напряжение превышает это пороговое напряжение (известное как напряжение пробоя или диэлектрическая прочность ), произойдет выброс тока.
Диэлектрическая прочность — это напряжение, необходимое для того, чтобы вызвать пробой диэлектрика , то есть протолкнуть ток через изолирующий материал. После пробоя диэлектрика материал может больше вести себя как изолятор, а может и не вести себя, поскольку молекулярная структура изменилась из-за нарушения. Обычно происходит локальный «прокол» изолирующей среды, по которому при пробое протекал ток.
Толщина изоляционного материала играет роль в определении его напряжения пробоя.Удельная диэлектрическая прочность иногда указывается в вольтах на мил (1/1000 дюйма) или киловольтах на дюйм (эти две единицы эквивалентны), но на практике было обнаружено, что связь между напряжением пробоя и толщиной не является точно линейный. Изолятор в три раза толще имеет электрическую прочность чуть менее чем в три раза. Однако для приблизительной оценки допустимы значения вольт на толщину.
| Материал * | Диэлектрическая прочность (кВ / дюйм) |
|---|---|
| Вакуум | 20 |
| Воздух | от 20 до 75 |
| Фарфор | от 40 до 200 |
| Парафиновый воск | от 200 до 300 |
| Трансформаторное масло | 400 |
| Бакелит | от 300 до 550 |
| Резина | 450 до 700 |
| Шеллак | 900 |
| Бумага | 1250 |
| тефлон | 1500 |
| Стекло | от 2000 до 3000 |
| Слюда | 5000 |
* = Перечисленные материалы специально подготовлены для использования с электричеством.
ОБЗОР:
- При достаточно высоком приложенном напряжении электроны могут быть освобождены от атомов изоляционных материалов, в результате чего через этот материал будет протекать ток.
- Минимальное напряжение, необходимое для «разрушения» изолятора путем пропускания через него тока, называется напряжением пробоя или , или диэлектрической прочностью .
- Чем толще кусок изоляционного материала, тем выше напряжение пробоя при прочих равных условиях.
- Удельная диэлектрическая прочность обычно измеряется в одной из двух эквивалентных единиц: вольт на мил или киловольт на дюйм.
СВЯЗАННЫЕ РАБОЧИЕ ЛИСТЫ:
Физика прочности и пластичности
Сводка
Название этой книги взято из учебного курса, который профессор Эгон Орован представил M.I.T. Студенты получают ясное и простое представление об основных понятиях пластичности кристаллов и механике разрушения материалов.С момента публикации своих новаторских работ по дислокациям и атомным механизмам разрушения в начале 1930-х годов профессор Орован стал одним из основных авторов в области физики пластичности и прочности. За последние 10-15 лет совершенствование многих прямых экспериментальных методов привело к значительному увеличению активности в выяснении влияния дислокаций на механические и физические свойства. Не менее интенсивная деятельность ведется в области физики и механики процессов разрушения.Профессор Али Аргон считал, что уход профессора Орована из Массачусетского технологического института факультет был подходящей возможностью подвести итоги событий недавнего прошлого и произвести необходимый синтез этой технологически важной области. С этой целью он пригласил 37 ведущих деятелей мира в этой области, чтобы они представили теоретические статьи оригинальной работы. 17 статей по физике пластичности делятся на две категории: (1) отдельные дислокации и основные механизмы деформации и (2) механизмы упрочнения и динамика дислокаций.Десять статей по физике прочности посвящены (1) трещинам и разрушениям и (2) геологии.
Твердая обложка
Из печати ISBN: 9780262010306 432 с. | 6 дюймов x 9 дюймовМягкая обложка
50,00 долл. США Икс ISBN: 9780262511698 432 с. | 6 дюймов x 9 дюймовПри каких условиях будет сила тока в классе 12 по физике CBSE
Подсказка: Используйте закон Кирхгофа.Используются два типа схем — последовательная и параллельная. В последовательном соединении ток в ветви одинаков, в то время как в параллельной последовательной цепи напряжение на сопротивлении одинаково. В нашем доме мы предпочитали параллельные цепи последовательным. Каждая батарея или элемент имеет собственное внутреннее сопротивление. Полный пошаговый ответ:
Сначала поймите, какой вопрос вы хотите передать —
Объяснение вопроса — У нас есть две цепи, соединенные последовательно и параллельно. Сопротивление, которое мы приложили к цепи, равно \ [R \], а внутреннее сопротивление $ n $ ячеек $ E $ равно $ r $.Тогда в каком состоянии ток, протекающий по двум разным цепям, будет одинаковым.
Цель: найти условия, при которых ток в двух разных цепях будет одинаковым.
Рассмотрим две схемы, показанные на рисунке. В первой цепи, которая находится в последовательном соединении, последовательно соедините сопротивление \ [R \] с $ n $ разными ячейками $ E $, и внутреннее сопротивление ячейки $ E $ равно $ r $. Во второй цепи, которая находится в параллельной комбинации, соедините сопротивление \ [R \] с $ n $ разными ячейками $ E $, и внутреннее сопротивление ячейки $ E $ равно $ r $ параллельно.
Контур-
Ток в первой цепи —
По закону Кирхгофа,
$ \ begin {align}
& {{I} _ {1}} = \ dfrac {nE} {R + nr} \\
& \\
\ end {align} $
Ток во второй цепи —
По закону Кирхгофа, сетевое напряжение $ E $ равно
$ {{E} _ {net}} = \ dfrac {\ dfrac {{{E} _ {1} }} {{{r} _ {1}}} + ….. \ dfrac {{{E} _ {n}}} {{{r} _ {n}}}} {\ dfrac {1} {{{r} _ {1}}} + …….. \ dfrac {1} {{{r} _ {n}}}} …………. . (1) $
Поскольку все клетки равны i.е. $ E $ и все внутренние резистивные $ r $ одинаковы.
\ [{{E} _ {net}} = \ dfrac {\ dfrac {E} {r} + ….. \ dfrac {E} {r}} {\ dfrac {1} {r} +. ……. \ dfrac {1} {r}} \]
Решив
\ [{{E} _ {net}} = E \]
и
\ [\ begin {align}
& \ dfrac {1} {{{r} _ {eq}}} = \ dfrac {1} {{{r} _ {1}}} + …… \ dfrac {1} {{{r} _ {n}}} = \ dfrac {n} {r} \\
& {{r} _ {eq}} = \ dfrac {r} {n} \\
\ end {align} \]
$ {{ I} _ {2}} = \ dfrac {nE} {R + \ dfrac {r} {n}} $.
Согласно данному условию, ток в последовательной цепи должен быть равен току в параллельной цепи.
$ {{I} _ {1}} = {{I} _ {2}} $
Складываем значения и получаем
$ \ begin {align}
& \ dfrac {nE} {R + nr} = \ dfrac {nE} {nR + r} \\
& nr + E = r = nR \\
& R (n-1) = r (n-1) \\
& R = r \\
\ end { align} $
Это условие, при котором ток в обеих цепях будет одинаковым.
Итак, правильный ответ — «Вариант В».
Примечание: Это сложный вопрос, но я могу решить его простым способом, который мы уже решили.Но вы можете оставить ключевые слова, чтобы их было легко запомнить. Просто запомните уравнение (1), из него вы получите представление и ключевое уравнение. Уравнение (1) выводится из \ [V = IR \]. Не рожайте уравнение (1). Просто используйте уравнение \ [V = IR \].
График закона Ома: разница между током и потенциалом — видео и стенограмма урока
Закон Ома
Помните, что Закон Ома говорит вам о взаимосвязи между тремя важными величинами в электрической цепи: током, разностью потенциалов и сопротивлением.Закон Ома гласит, что разность потенциалов ( В, ) на резисторе, таком как лампочка Аарона, равна току ( I ) через резистор, умноженному на его сопротивление ( R ).
На графике Аарона разность потенциалов нанесена на оси y , а ток — на оси x , так что у нас уже есть две величины, представленные в законе Ома. Не хватает только сопротивления.
Обратите внимание на сходство между законом Ома и основным уравнением для прямой: y = mx + b , где m — наклон прямой.
Ток I соответствует x , а разность потенциалов V соответствует y . Таким образом, наклон этого графика соответствует сопротивлению, R .
Итак, Аарон обнаружил сопротивление своей лампочки! Он равен наклону графика зависимости тока от разности потенциалов, который в данном случае составляет 10 Ом.
Омические и неомические материалы
В случае Аарона, когда ток и разность потенциалов были нанесены на график, график образовывал прямую линию, а наклон линии был равен сопротивлению.Это означает, что электрическая лампочка Аарона была Ом , что является способом сказать, что это материал, который следует закону Ома. Таким образом, если ток и разность потенциалов прямо пропорциональны, то резистор считается омическим.
Не все материалы подчиняются закону Ома. В некоторых случаях, когда вы строите график зависимости тока от разности потенциалов, он не будет образовывать прямую линию. В этой ситуации мы бы сказали, что этот материал неомический , или материал, который не соответствует закону Ома.
Краткое содержание урока
Омические материалы соответствуют закону Ома. Это означает, что если вы построите график разности потенциалов между ними в зависимости от тока через них, вы получите прямую линию. Если резистор омический, наклон линии наилучшего соответствия на графике зависимости тока от разности потенциалов будет равен сопротивлению.
Напротив, неомические материалы не демонстрируют этой прямой зависимости между током и напряжением и не подчиняются закону Ома.График зависимости тока от разности потенциалов для неомического материала не будет образовывать прямую линию, а вместо этого будет изогнутым.
Электрический ток и его эффекты
1. ВВЕДЕНИЕ
В 600 г. до н. Э. великий ученый Фалес заметил, что когда янтарь натирают шерстью, он приобретает странное свойство притягивать к себе крошечные кусочки бумаги, пробки или сухой соломы.
Позже, в 16 веке «Гилберт» наблюдал то же явление в некоторых других веществах.Такие как эбонит и кошачья кожа; стекло и шелк; сургуч, шерсть и т. д. Он назвал это электричеством.
Источник электричества и электрических явлений — это заряд.
2. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЗАРЯД
По своей природе существует два типа зарядов. Это положительные и отрицательные заряды.
• Электрические заряды могут существовать независимо как положительные, так и отрицательные.
• Положительно заряженное тело имеет больше положительных зарядов, а отрицательно заряженное тело имеет больше отрицательных зарядов.
• Нейтральное тело имеет равное количество положительных и отрицательных зарядов.
• Положительный заряд обозначается + q, а отрицательный заряд обозначается -q.
• Единица: единица заряда S.I — кулон.
• Статическое электричество — это исследование электрических зарядов в состоянии покоя.
3. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК
Скорость прохождения заряда в цепи называется электрическим током. Другими словами, это количество заряда, протекающего в секунду. Обозначается буквой I.
Если Q — это заряд, протекающий по проводнику за время t, то ток определяется как i = Qt
Единица тока
S.I единица измерения тока — ампер, обозначается буквой «А».
Единица S.I для Q — кулон, а для t — секунда.
Таким образом, единица измерения электрического тока S.I составляет 1 кулон 1 секунда = 1 А
Определение ампера
Когда заряд кулонов проходит через проводник за одну секунду, тогда ток, протекающий через проводник, считается равным одному амперу.
Таким образом, когда 1 кулон заряда проходит через проводник за 1 секунду, считается, что ток, протекающий через него, равен 1 ампер.
1 ампер = 1 кулон 1 секунда
Меньшие единицы электрического тока
Иногда также используются меньшие единицы тока. Это микроампер и миллиампер.
1 микроампер = 1 мкА = 10-6 А
1 миллиампер = 1 мА = 10-3 А
Большая единица электрического тока:
Иногда величина тока, протекающего в проводнике, очень велика. Эта большая величина тока выражается в более крупных единицах, таких как килоампер и мегаампер.
1 килоампер (кА) = 1000 А = 103 А
1 мегаампер (МА) = 1000000 А = 106 А.
Поток тока
В металлах движущиеся заряды — это электроны, составляющие ток, в то время как в электролитах и ионизированных газах электроны и положительно заряженные ионы — это ионы, движущиеся заряды, составляющие ток.
Заряд электрона отрицательный и составляет –1,6 × 10–19 кулонов (символ C).
Следовательно, заряд IC переносится электронами. Следовательно, если ток I A течет через проводник, это означает, что 6,25 × 1018 электронов проходят за 1 секунду через поперечное сечение проводника.
Направление тока принято считать противоположным направлению движения электронов.
Если n электронов проходят через поперечное сечение проводника за время t, то общий заряд проходит
Q = n × e и ток в проводнике
Инструмент, с помощью которого измеряется ток: ток измеряется с помощью инструмента, называемого амперметром.
4. ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ И ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ РАЗНИЦА
a) Мы определяем разность электрических потенциалов между двумя точками в электрической цепи, по которой проходит некоторый ток, как работу, выполняемую для перемещения единичного заряда из одной точки в другую.
Разница потенциалов (V) между двумя точками = выполненная работа (W) Ch arg e (Q) ⇒V = WQ
b) Единица измерения разности потенциалов S.I — вольт (В).
⇒ 1 Вольт = 1 Джоуль 1 Кулон
Один вольт — это разность потенциалов между двумя точками проводника с током, когда 1 джоуль работы выполняется для перемещения заряда в 1 кулон из одной точки в другую. Разность потенциалов измеряется с помощью прибора, называемого вольтметром.
5. ИСТОЧНИКИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ
Электроэнергия, доступная нам от электростанций, бытовых генераторов, батарей, сухих элементов, кнопочных элементов.
• Сухой элемент — самый удобный источник электричества, который используется в фонариках, часах, часах.
• Используем кнопочные элементы в наручных часах, калькуляторах.
• Комбинация двух или более ячеек называется батареей.
• Автомобильный аккумулятор или батареи, используемые в легковых или грузовых автомобилях, представляют собой комбинацию «шести» или более элементов.
Эти разряженные батареи можно перезаряжать с помощью электрического чейнджера и использовать снова и снова. Следовательно, они называются аккумуляторами.
6.ВЛИЯНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСТВА
Электричество — это форма энергии, которая помогает нам с
• Эффект нагрева
• Эффект света
• Магнитный эффект
• Химический эффект
Эффект нагрева
Здесь электрическая энергия преобразуется в тепловую.
• Нагревательный эффект электрического тока в проводе используется в таких приборах, как электрический утюг, электрический чайник, гейзер, погружной стержень, комнатный обогреватель и т. Д.
• Некоторые металлы, такие как серебро, медь, алюминий, очень хорошо проводят электричество.
• Они не создают препятствий (сопротивления) прохождению через них электричества.
• В случае сплава никеля и хрома (нихром — сплав) электрический ток не течет легко и находит препятствие (сопротивление). Это приводит к нагреву проволоки.
• Точно так же нить накала (очень тонкая проволока), сделанная из металла, называемого «вольфрам», создает большие препятствия для прохождения через нее электрического тока. Таким образом, для преодоления этого трения выполняется электрическая работа.
Это приводит к потере энергии.Эта потерянная энергия проявляется в виде тепловой и световой энергии. Пропуская через него ток, он нагревается до высокой температуры, поэтому начинает светиться.
Предохранители
• Предохранитель — это предохранительное устройство, используемое для размыкания цепи.
• Работает по принципу теплового эффекта электричества.
• Мы используем тонкую проволоку из мягких металлов, таких как свинец и олово, плавящиеся при низкой температуре.
• Наиболее распространенные типы предохранителей:
• Предохранители Kitkat из керамики (фарфора).
• Автоматический выключатель (MCB) выполнен в виде выключателя.
• Патронный предохранитель (предохранитель прибора) обычно используется в электрических приборах.
Сопротивление: Трение, вызываемое прохождением электрического тока материалом, называется сопротивлением материала. Это характерное свойство проводника.
Единица: Единица измерения «Ом», обозначаемая как «Ω» (омега).
Закон Ома: Электрический ток (i) в проводнике прямо пропорционален разности потенциалов (V) между его концами при постоянной температуре.Обозначается буквой R с символом.
V∝i
В = R i
, где «R» — константа пропорциональности, называемая электрическим сопротивлением проводника.
Эффект освещения: При прохождении электрического тока через нить накала выделяется тепло и светится. Свечение излучает свет
• Здесь электрическая энергия преобразуется в световую.
• Эффект освещения от электрического тока используется в лампах, люминесцентных лампах.
• Компактные люминесцентные лампы представляют собой модификацию люминесцентных ламп, которые излучают больше света при меньшем потреблении электроэнергии.
Магнитный эффект: Магнитный эффект электричества очень полезен в нашей повседневной жизни, в промышленности, в области медицины и т. Д.
• Магнитный эффект электрического тока был впервые обнаружен «Эрстедом».
• Он пришел к выводу, что электрический ток создает магнитное поле вокруг провода.
• Здесь электрическая энергия преобразуется в магнитную.
• Когда ток проходит через гвоздь из мягкого железа, он намагничивается. Отсюда этот магнит называется электромагнитом.
• Электрический звонок работает по принципу магнитного действия электричества.
Электромагнит
Оберните проволокой кусок мягкого железа (известный как сердечник).
Когда через провод пропускается электрический ток, железная деталь ведет себя как магнит.
Магнит, изготовленный с использованием такой конструкции, называется электромагнитом.
Соленоид — это устройство, которое может использоваться как электромагнит.
Изготовлен из длинной проволоки, много раз намотанной в плотно упакованную катушку; он имеет форму длинного цилиндра.
Сила электромагнита
Сила электромагнита зависит от количества витков провода вокруг сердечника и величины тока, проходящего через него.
Чем больше количество витков, тем сильнее будет магнитный эффект.
Железный гвоздь притягивает две английские булавки, если намотан на катушку с большим числом витков.
Что будет, если ток, проходящий через катушку, выключить?
Железо утратит свой магнитный эффект, т.е.е., он перестанет вести себя как магнит и, следовательно, не будет притягивать английскую булавку.
Использование электромагнитов
Электромагниты используются в подъемных кранах для сбора автомобилей со свалок металлолома, а также для отделения железа от свалки.
Они также используются в громкоговорителях, телефонах, электродвигателях, которые используются в электрических вентиляторах, стиральных машинах, холодильниках и т. Д.
Электромагниты также используются в электрическом звонке.
Что вы делаете, когда подходите к дому своего друга, чтобы дать ему понять, что вы стоите у двери?
Вы звоните в дверной звонок.
Знаете, от чего звонит колокол?
Электрический звонок имеет электромагнит, который тянет полоску железа, заставляя молоток ударять по гонгу и звонить в звонок.
Давайте изучим, как работает электрический звонок. . .
Электрический звонок: Что вы делаете, когда подходите к дому своего друга, чтобы сообщить ему / ей, что вы стоите у двери? Вы звоните в дверной звонок.
Знаете, от чего звонит колокол? Электрический звонок имеет электромагнит, который тянет полоску железа, заставляя молоток ударять по гонгу и звонить в звонок.
Шаг 1: Когда вы нажимаете кнопку звонка, электрический ток течет к электромагниту.
Шаг 2: Электромагнит притягивает полосу мягкого железа. Затем молоток, прикрепленный к полосе, ударяет по гонгу, вызывая кольцо.
Шаг 3: Когда полоса из мягкого железа притягивается к электромагниту, она больше не касается винта (прерывателя), и, следовательно, цепь разрывается (как выключатель).
Это выключает электромагнит, и он больше не может притягивать полоску мягкого железа.
Полоса из мягкого железа возвращается в исходное положение, касаясь винта (прерывателя).
Это приводит к замыканию цепи и снова течет ток.
Шаги с 1 по 3 быстро повторяются, пока переключатель включен. Так мы слышим непрерывный звон колокола
.
Электрический зуммер: В настоящее время мы используем электрические зуммеры и музыкальные звонки, которые работают по принципу, отличному от принципа действия электрического звонка, описанного здесь. Зуммеры бывают разных типов.
Химический эффект: Этот эффект используется при гальванике, электротипировании, очистке металлов, электролизе и т. Д.
Здесь электрическая энергия может использоваться для проведения химической реакции в растворах.
7. ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЦЕПЬ
Электрический или сухой элемент является источником энергии для накаливания и нагрева лампы. Давайте теперь узнаем, каким образом эта электрическая энергия передается лампочке в фонарике.
Изготовление простой электрической схемы
Шаг 1:
Выньте лампочку из горелки.Внимательно осмотрите лампочку.
Колба представляет собой небольшой шар из тонкого стекла, в котором скручена нить накала, поддерживаемая двумя толстыми проволоками. Один из этих толстых проводов подсоединен к металлическому кожуху вокруг основания лампы. Другой провод подсоединяется к металлическому наконечнику у основания. Металлический кожух и металлический наконечник у основания — это два вывода лампы.
Шаг 2:
Возьмите два куска изолированного провода. Изолированные провода имеют внутри металлическую проволоку с пластиковым покрытием снаружи.Снимите пластиковую оболочку с обоих концов каждого куска проволоки. Закрепите эти провода на лампочке, как показано на рисунке, с помощью изоляционной липкой ленты. Или закрепите лампочку на патроне. Два винта на держателе лампы — это две клеммы, которые подключаются к двум клеммам на лампе. Два куска провода подключите к двум клеммам держателя, как показано на рисунке.
Шаг 3:
Подключите два свободных конца проводов от лампы или держателя лампы к электрическому элементу таким образом, чтобы один кусок провода был подключен к положительным клеммам элемента, а другой — к отрицательному. терминал ячейки.Это можно сделать с помощью резинки или скотча.
Когда закончите с подключениями, загорается лампочка.
Пальцем проследите путь электричества от положительной (+ ve) клеммы на элементе к отрицательной (–ve) клемме элемента. Это обходной путь, по которому проходит электричество.
Сухая ячейка имеет два вывода. Центральная клемма сухого элемента называется положительной клеммой. Основание сухого элемента (сделанное из металла) называется отрицательной клеммой.
На рисунке выше (а) показаны клеммы сухого элемента. На рисунке (b) показан символ сухого элемента.
Длинная линия представляет собой положительную клемму ячейки, а маленькая и толстая линия представляет отрицательную клемму ячейки.
Для этого эксперимента вам понадобится ячейка с фонариком; лампочка с маркировкой 1,5 В, клейкая лента, медный провод длиной 1 метр с пластиковым покрытием и старое использованное лезвие.
Разрежьте медный провод с пластиковым покрытием на две половины A и B. Удалите пластиковое покрытие с каждого конца провода так, чтобы удалить 1 см пластика.Теперь прикрепите оголенный конец каждого провода A и B к клеммам лампы 1,5 В с помощью клейкой ленты. Другой конец провода А прикрепите к основанию ячейки с помощью клейкой ленты. Теперь прикоснитесь оголенным концом провода B к центральной клемме ячейки, как показано на рисунке. Что вы наблюдаете?
Лампочка загорается. Это показывает, что электрический ток течет по проводам A и B через лампочку.
Путь, по которому течет электрический ток, называется электрической цепью.
Теперь снимите провод B с центральной клеммы, как показано на рисунке.Что вы наблюдаете? Лампочка не светится. Это потому, что электрический ток не течет, если путь прерван или путь неполный.
Замкнутый контур или полный контур
Когда путь, который начинается от одной клеммы ячейки, заканчивается на другой клемме ячейки без какого-либо разрыва, такая цепь называется полной цепью или замкнутой цепью. Когда цепь замкнута, любой электрический прибор в этой цепи начинает работать.для размыкания или замыкания электрической цепи. Когда мы включаем конкретный электроприбор, мы замыкаем электрическую цепь.
И наоборот, когда мы выключаем электроприбор, мы размыкаем электрическую цепь.
Переключатель, простое устройство для «замыкания» или «размыкания» цепи: электрическая цепь проходит через переключатель
. Переключатель — это простое устройство, которое помогает нам замкнуть или разомкнуть цепь. Это помогает экономить электроэнергию
, когда она не используется. Вам всегда рекомендуется выключать свет или другие устройства в вашем доме, чтобы сэкономить электроэнергию.
Амперметр используется для измерения силы тока, а вольтметр — для измерения разности потенциалов.
Более подробную информацию об амперметре и вольтметре необходимо изучать в старших классах.
9. ПОДКЛЮЧЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ СЕРИИ
Возьмите сухой элемент и лампочку горелки. Подключите лампочку к ячейке с помощью медных проводов, как показано на рисунке. Обратите внимание на интенсивность света. Лампочка не светится ярко
Теперь возьмите еще одну сухую ячейку и соедините две ячейки, как показано на рисунке.В этом методе положительный полюс первой ячейки соединяется с отрицательным полюсом второй. Минус первого и плюс второго подключены к лампочке. Лампочка теперь светится ярче.
В аккумуляторном фонаре или аккумуляторном фонаре два или три сухих элемента помещаются последовательно в металлический контейнер.
Положительный полюс одной ячейки соединен с отрицательным полюсом другой ячейки в последовательном соединении. Когда переключатель включен, цепь замыкается, и лампа светится и дает свет.
Параллельное соединение электрических элементов
Возьмите три сухих элемента и подключите их, как показано на рисунке. То есть все положительные полюса трех ячеек соединены вместе, а все три отрицательных полюса соединены вместе.
Эти три плюса и три минуса подключены к лампочке. Вы увидите, что яркость лампы не изменилась!
Когда элементы соединены параллельно, их полная электродвижущая сила такая же, как у любого из них.
Когда элементы соединены последовательно, их электродвижущая сила равна сумме ЭДС всех используемых элементов.
Подключите три лампы резака последовательно, как показано на рисунке. Подключите это к сухой ячейке и наблюдайте за яркостью каждой из трех лампочек. Теперь подключите еще одну сухую ячейку последовательно с первой ячейкой. Наблюдайте за яркостью каждой лампочки. Затем подключите еще одну сухую ячейку последовательно с первыми двумя ячейками. Снова наблюдайте за лампочками.
Отсоедините одну из трех лампочек в цепи.Цепь размыкается, и все три лампочки перестают светиться. При последовательном соединении лампочек », если одна лампочка перегорит, все остальные лампы в серии перестанут работать. Три лампы соединены последовательно.
10. ПАРАЛЛЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ ЛАМПОЧЕК
Подключите три лампы параллельно. То есть один конец каждой из трех лампочек подключен к одному проводу, другие концы трех лампочек — к другому проводу! Эти два провода подключены к сухой ячейке. Все три лампочки тускло светятся.Теперь отключите одну из лампочек. Остальные лампочки продолжают светиться, как прежде.
Для изучения свойств (i) последовательной схемы, (ii) параллельной схемы
Необходимые материалы: батарея из четырех ячеек, две лампы по 1 ватт каждая, одна плавкая лампа, переключатель, несколько отрезков соединительных проводов, клейкая лента.
Метод: Соедините лампы A и B последовательно, соединив их с соединительными проводами с помощью клейкой ленты, как показано выше.Подключите свободные концы соединительных проводов к аккумулятору через выключатель.
Замкните выключатель. Что вы наблюдаете? Обе лампочки будут светиться. Однако они не будут светиться очень ярко. Разомкните выключатель. Что вы наблюдаете?
Обе лампы перестанут светиться.
Теперь снимите лампочку B и вместо нее закрепите перегоревшую лампочку C, как показано на рисунке выше. Какое ваше наблюдение?
Лампа A не светится.
Ниже приводятся выводы вышеупомянутого расследования
1.При последовательном включении все приборы работают одновременно, когда переключатель замкнут. И наоборот, все приборы перестают работать, когда переключатель разомкнут.
2. В последовательной цепи, если какая-либо из приборов выходит из строя, другие приборы перестают работать.
3. Поскольку лампочки светились не очень ярко, можно сделать вывод, что последовательно включенные приборы не работают на полную мощность.
Теперь подключите лампы A и B параллельно, чтобы они имели общие положительные и общие отрицательные клеммы, как показано на рисунке, через переключатель и батарею.
Замкните выключатель. Что вы наблюдаете? Обе лампочки A и B светятся очень ярко. Теперь снимите лампочку B и вместо нее установите перегоревшую лампочку C. Рисунок. Какое ваше наблюдение?
Лампа A продолжает ярко светиться, а лампочка C не светится. Из проведенного исследования можно сделать следующие выводы.
1. В параллельной цепи все устройства работают независимо.
2. В параллельной цепи, если одно устройство выходит из строя, другое продолжает работать. Это означает, что каждое устройство в параллельной цепи может работать независимо от переключателя.
3. Яркое свечение лампочек означает, что каждый прибор получает достаточно электроэнергии и, следовательно, работает на полную мощность.
11. ПРОВОДНИКИ И ИЗОЛЯТОРЫ
Материалы, которые позволяют электрическому току проходить через них, являются проводниками электричества, а материалы, через которые электрический ток не проходит, являются непроводниками или плохими проводниками электричества. Металлы — проводники электричества. Неметаллы, такие как стекло, пластик, дерево, бумага, ткань и резина, не являются проводниками электричества.
Непроводники электричества также называют изоляторами. Все выводы (провода), используемые в электрической цепи, представляют собой металлические провода, покрытые пластиком или резиной. Покрытие проводника непроводником называется изоляцией.
Если мы прикоснемся к металлическому концу провода, по которому проходит ток, произойдет электрический
«УДАР». Удар может быть смертельным, иначе он сотрясет тело и нанесет вред человеку, пострадавшему от поражения электрическим током. Изоляция спасает человека от поражения электрическим током.
