Ответьте на вопросы, страница 148 - гдз по физике 10 класс учебник Закирова, Аширов

Ответьте на вопросы

1. Что представляет собой простой участок цепи?

2. Как выглядит участок цепи с источником тока?

3. Какую цепь называют полной?

4. В чем сходство и различие закона Ома для участка цепи и для полной цепи? Составьте диаграмму Венна.

1. Что представляет собой простой участок цепи?

Простой участок цепи — это любая часть электрической цепи, которая не содержит источника электродвижущей силы (ЭДС). Он состоит из одного или нескольких пассивных элементов (например, резисторов, соединительных проводов), по которым протекает электрический ток под действием разности потенциалов (напряжения), приложенной к его концам. Работа на этом участке совершается только силами электрического поля, что приводит к преобразованию электрической энергии в другие виды, например, в тепловую.

Ответ: Простой участок цепи — это часть цепи, не содержащая источника ЭДС, состоящая из пассивных элементов, таких как резисторы и проводники.

2. Как выглядит участок цепи с источником тока?

Участок цепи с источником тока (или источником ЭДС) — это активный элемент цепи, в котором происходит преобразование какого-либо вида энергии (химической, механической, световой) в электрическую. Внутри такого источника действуют сторонние силы, которые перемещают электрические заряды против сил электрического поля, создавая и поддерживая разность потенциалов на его полюсах. Любой реальный источник тока характеризуется двумя основными параметрами: электродвижущей силой (ЭДС), обозначаемой как $\mathcal{E}$, и внутренним сопротивлением, обозначаемым как $r$. ЭДС — это работа сторонних сил по перемещению единичного положительного заряда, а внутреннее сопротивление отражает потери энергии внутри самого источника.

Ответ: Участок цепи с источником тока представляет собой активный элемент, характеризующийся ЭДС ($\mathcal{E}$) и внутренним сопротивлением ($r$).

3. Какую цепь называют полной?

Полной (или замкнутой) цепью называют электрическую цепь, которая образует непрерывный замкнутый путь для электрического тока. Она обязательно включает в себя источник ЭДС (внутренняя цепь) и подключенную к нему нагрузку (внешняя цепь). Внутренняя цепь состоит из самого источника и его внутреннего сопротивления. Внешняя цепь включает все остальные элементы: резисторы, лампы, двигатели и соединительные провода. Ток течет от одного полюса источника, проходит через внешнюю цепь, а затем возвращается к другому полюсу и проходит через внутреннюю цепь, замыкая контур.

Ответ: Полная цепь — это замкнутая цепь, состоящая из источника ЭДС (внутренняя цепь) и нагрузки (внешняя цепь), образующих непрерывный путь для тока.

4. В чем сходство и различие закона Ома для участка цепи и для полной цепи? Составьте диаграмму Венна.

Закон Ома является фундаментальным законом электротехники, но его формулировка различается для участка цепи и для полной цепи.

Закон Ома для участка цепи устанавливает, что сила тока $I$ на участке цепи прямо пропорциональна напряжению (разности потенциалов) $U$ на концах этого участка и обратно пропорциональна его сопротивлению $R$. Математически это выражается формулой: $I = \frac{U}{R}$. Этот закон применим к пассивным участкам цепи, не содержащим источников ЭДС.

Закон Ома для полной цепи устанавливает, что сила тока $I$ в замкнутой цепи прямо пропорциональна ЭДС источника $\mathcal{E}$ и обратно пропорциональна полному сопротивлению цепи, которое является суммой внешнего сопротивления $R$ и внутреннего сопротивления источника $r$. Математически это выражается формулой: $I = \frac{\mathcal{E}}{R + r}$. Этот закон описывает цепь целиком, включая как внешнюю, так и внутреннюю части.

Диаграмма Венна (текстовое описание):

Уникальные черты закона Ома для участка цепи:
1. Применяется к части цепи, не содержащей источник ЭДС.
2. Связывает силу тока с напряжением $U$ на этом участке.
3. Формула: $I = \frac{U}{R}$.
4. В формуле используется только сопротивление данного участка $R$.

Уникальные черты закона Ома для полной цепи:
1. Применяется ко всей замкнутой цепи.
2. Связывает силу тока с ЭДС $\mathcal{E}$ источника.
3. Формула: $I = \frac{\mathcal{E}}{R + r}$.
4. Учитывает полное сопротивление цепи, включая внутреннее сопротивление источника $r$.

Общие черты (сходства):
1. Оба закона описывают взаимосвязь между силой тока, "движущей силой" (напряжением или ЭДС) и сопротивлением.
2. В обоих случаях сила тока прямо пропорциональна напряжению или ЭДС.
3. В обоих случаях сила тока обратно пропорциональна сопротивлению (участка или всей цепи).
4. Являются фундаментальными законами для цепей постоянного тока.

Ответ:

Сходство: оба закона устанавливают прямую пропорциональность силы тока "движущей силе" (напряжению $U$ или ЭДС $\mathcal{E}$) и обратную пропорциональность сопротивлению.
Различие: закон для участка цепи ($I = U/R$) описывает пассивную часть цепи и связывает ток с напряжением на ней, а закон для полной цепи ($I = \mathcal{E}/(R+r)$) описывает всю замкнутую цепь, связывая ток с ЭДС источника и полным сопротивлением (включая внутреннее).