Номер 57.4, страница 204 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 57. Тепловое действие тока. Глава 7. Электрические явления - номер 57.4, страница 204.

57.4 [н] Почему не следует носить в кармане вместе с ключами или монетами электрическую батарейку без соответствующей упаковки?

57.4 [н]

Ключи и монеты изготавливаются из металлов, которые являются хорошими проводниками электрического тока. Электрическая батарейка имеет два полюса (контакта): положительный (+) и отрицательный (–). Если носить батарейку без защитной упаковки в кармане вместе с металлическими предметами, один из этих предметов (например, ключ или монета) может случайно коснуться обоих полюсов батарейки одновременно.

В этом случае возникает так называемое короткое замыкание. Металлический предмет создает электрическую цепь с очень низким сопротивлением. Согласно закону Ома для полной цепи, сила тока $I$ определяется как $I = \frac{\mathcal{E}}{R+r}$, где $\mathcal{E}$ – это электродвижущая сила (ЭДС) источника, $R$ – сопротивление внешней цепи (ключа или монеты), а $r$ – внутреннее сопротивление самой батарейки. Поскольку сопротивление металлического предмета $R$ очень мало (близко к нулю), сила тока $I$ в цепи становится очень большой (ток короткого замыкания).

Протекание тока такой большой силы через батарейку приводит к быстрому выделению значительного количества теплоты в соответствии с законом Джоуля — Ленца: $Q = I^2 \cdot (R+r) \cdot t$. Это вызывает несколько опасных последствий:

• Сильный нагрев: Батарейка и замкнувший ее металлический предмет могут очень быстро нагреться до высокой температуры. Это может привести к ожогу кожи или воспламенению ткани кармана.
• Быстрая разрядка: Батарейка полностью разрядится за очень короткое время, став непригодной для дальнейшего использования.
• Протекание или взрыв: Из-за перегрева электролит внутри батарейки может закипеть, что приведет к резкому повышению давления внутри корпуса. В результате батарейка может вздуться, протечь (выделив едкие и токсичные химические вещества) или даже взорваться.

Именно поэтому носить батарейку с металлическими предметами без изолирующей упаковки крайне опасно. Специальная упаковка или хотя бы пластиковый колпачок на одном из контактов предотвращает случайное замыкание полюсов.

Ответ:

Не следует носить в кармане батарейку вместе с ключами или монетами, потому что эти металлические предметы являются проводниками и могут случайно замкнуть полюса батарейки. Это вызовет короткое замыкание, которое приведет к сильному нагреву, быстрой и полной разрядке, а также к возможному протеканию или взрыву батарейки, что может стать причиной ожога или пожара.