Страница 181 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

50.11 [1250] Рассмотрите схему электрической цепи, изображённую на рисунке VII-30. Назовите составные части цепи, обозначенные буквами Б, К, Л, З. Что обозначают стрелки на схеме? Каково истинное направление движения зарядов в цепи?

Рис. VII-30

Назовите составные части цепи, обозначенные буквами Б, К, Л, З.

На представленной схеме электрической цепи элементы, обозначенные буквами, имеют следующее значение:

• Б – это источник постоянного тока, например, гальванический элемент или батарея. Длинная черта на условном обозначении соответствует положительному полюсу (+), а короткая — отрицательному (–).
• К – это ключ или выключатель. Он предназначен для замыкания и размыкания цепи, управляя тем самым протеканием тока.
• Л – это электрическая лампа, являющаяся потребителем электрической энергии (нагрузкой).
• З – это электрический звонок, который также является потребителем электроэнергии.

Ответ: Б — источник тока, К — ключ, Л — электрическая лампа, З — электрический звонок.

Что обозначают стрелки на схеме?

Стрелки на схеме указывают так называемое "техническое" или условное направление электрического тока. Исторически, еще до открытия электрона, ученые договорились считать, что ток представляет собой направленное движение положительных зарядов. Поэтому за направление тока принято считать направление движения от положительного полюса источника тока (+) к отрицательному (–) во внешней цепи.

Ответ: Стрелки на схеме обозначают условное направление электрического тока в цепи: от положительного полюса источника к отрицательному.

Каково истинное направление движения зарядов в цепи?

Истинное движение заряженных частиц в цепи зависит от их знака. В металлических проводниках, из которых состоит данная цепь, носителями электрического тока являются свободные электроны. Электроны имеют отрицательный заряд. Отрицательно заряженные частицы движутся в электрическом поле в направлении, противоположном вектору напряженности, то есть от отрицательного полюса источника тока (где их избыток) к положительному полюсу (где их недостаток). Таким образом, истинное направление движения зарядов (электронов) в цепи противоположно тому, которое показано стрелками.

Ответ: Истинное направление движения зарядов (электронов) в цепи — от отрицательного полюса источника тока к положительному, то есть в направлении, противоположном направлению, указанному стрелками.

50.12 [1251] Начертите схему электрической цепи по рисунку VII-28. Укажите направление тока в соединительных проводниках.

Поскольку в задании отсутствует рисунок VII-28, начертить требуемую схему невозможно. Ниже представлено решение для гипотетической простейшей электрической цепи, состоящей из источника тока, выключателя и лампочки, соединенных последовательно.

На представленной ниже схеме изображена электрическая цепь. Она состоит из следующих элементов:

• Источник постоянного тока (батарея), обозначается двумя параллельными чертами разной длины. Длинная черта — положительный полюс (+), короткая — отрицательный (–).
• Лампа накаливания (потребитель), обозначается кружком с крестиком внутри.
• Выключатель (ключ), который позволяет замыкать и размыкать цепь. На схеме он показан в замкнутом положении.
• Соединительные провода, изображенные в виде линий.

Согласно общепринятому соглашению, направление электрического тока ($I$) во внешней цепи (вне источника) — от положительного полюса (+) источника к отрицательному (–). На схеме направление тока указано красными стрелками.

Ответ: На приведённой выше схеме изображена электрическая цепь. Направление тока в соединительных проводниках указано стрелками и идёт от положительного полюса источника тока к отрицательному через внешнюю цепь (лампу и выключатель).

50.13 [1252] Начертите схему электрической цепи по рисунку VII-29.

50.13 [1252]

Решение

Для того чтобы начертить схему электрической цепи по рисунку VII-29, необходимо определить все её элементы и способ их соединения. На физической установке, представленной на рисунке, можно выделить следующие компоненты: источник тока (батарея), ключ (выключатель), реостат (переменный резистор), амперметр и вольтметр.

Анализ соединений показывает, что источник тока, ключ, амперметр и реостат соединены последовательно. Это означает, что они образуют единый замкнутый контур. Амперметр, как и положено, включен в разрыв цепи для измерения общей силы тока. Вольтметр подключен параллельно реостату, то есть его клеммы подсоединены к выводам реостата, для измерения напряжения на этом участке цепи.

На основе этого анализа составляется принципиальная электрическая схема с использованием стандартных условных обозначений:

Ответ:

Принципиальная схема электрической цепи представлена на рисунке выше. Цепь состоит из последовательно соединенных источника тока, ключа, амперметра и реостата. Параллельно реостату подключен вольтметр для измерения напряжения на нем.

50.14 [1253] Назовите электрические устройства, изображённые на схеме (рис. VII-31).

Электрические устройства на схеме:

Кнопка

Выключатель (ключ)

Источник тока (батарея)

Лампа накаливания

Рис. VII-31

Решение

На представленной электрической схеме изображены условные обозначения для следующих электрических устройств:

• Источник тока: это центральный элемент схемы, от которого отходят две параллельные ветви. Символ с одной длинной и одной короткой параллельными чертами обозначает гальванический элемент или аккумулятор. Длинная черта является положительным полюсом (+), а короткая — отрицательным (-).
• Электрическая лампа: расположена в нижней ветви и обозначается кругом с крестом внутри. Лампа является потребителем электрической энергии, преобразуя ее в свет и тепло.
• Кнопка: находится в левом верхнем углу. Это кнопочный выключатель, предназначенный для кратковременного замыкания цепи при нажатии.
• Выключатель (ключ): на схеме их два. Они изображены в виде разрыва цепи с подвижным контактом. Один выключатель находится в верхней ветви последовательно с кнопкой, второй — в нижней ветви последовательно с лампой. Они служат для длительного замыкания или размыкания цепи.

Таким образом, схема иллюстрирует цепь с источником тока и двумя параллельными ветвями. В одной ветви находятся кнопка и выключатель, в другой — лампа и выключатель.

Ответ: на схеме изображены источник тока (гальванический элемент), электрическая лампа, кнопочный выключатель (кнопка) и два выключателя (ключа).

50.15 [1254] Начертите электрические схемы установок, показанных на рисунке VII-32.

Рис. VII-32

а) На рисунке а) изображена электрическая цепь, в которой источник тока, ключ и одна лампочка соединены последовательно. Это означает, что все элементы включены в цепь друг за другом, образуя один неразветвленный контур. Принципиальная электрическая схема для этой установки приведена ниже.

Ответ: Электрическая схема для установки а) представлена на рисунке выше.

б) На рисунке б) изображена электрическая цепь, в которой две лампочки соединены параллельно. Ток, выходя из источника и проходя через ключ, в точке-узле разветвляется на две параллельные ветви. Каждая ветвь содержит по одной лампочке. После прохождения через лампочки токи в другой точке-узле снова соединяются и возвращаются к источнику.

Ответ: Электрическая схема для установки б) представлена на рисунке выше.

в) На рисунке в) изображена электрическая цепь, в которой две лампочки соединены последовательно. Ток от источника проходит через ключ, затем последовательно через первую и вторую лампочки, после чего возвращается к источнику. Все элементы находятся в одной неразветвленной цепи.

Ответ: Электрическая схема для установки в) представлена на рисунке выше.

50.16 [1255] На рисунке VII-33 изображена развёрнутая схема расположения стен комнат, где указаны ввод тока, расположение звонка и кнопок. Сделайте рисунок в тетради и начертите схему

Ввод

Рис. VII-33

размещения проводов так, чтобы можно было включать звонок из каждой комнаты.

Для того чтобы звонок можно было включать из каждой комнаты, где установлена кнопка, необходимо соединить эти кнопки параллельно. При параллельном соединении замыкание любой из кнопок приводит к замыканию всей цепи, в результате чего звонок начинает работать.

Прокладку проводов необходимо выполнить следующим образом:

1. От одного из контактов источника питания («Ввод»), условно назовём его «фаза», провод ведётся к распределительной точке (или коробке). От этой точки прокладываются два провода: один к первому контакту кнопки в левой комнате, а второй — к первому контакту кнопки в правой комнате.
2. Вторые контакты обеих кнопок также соединяются вместе. От их общей точки соединения провод ведётся к одному из контактов электрического звонка в средней комнате.
3. Второй контакт источника питания («Ввод»), условно «ноль», подключается напрямую ко второму, оставшемуся свободному контакту звонка.

Таким образом, при нажатии на любую из кнопок образуется замкнутая электрическая цепь: Источник тока → Кнопка → Звонок → Источник тока, и звонок срабатывает. Нажатие второй кнопки в этот момент не повлияет на работу схемы.

Принципиальная электрическая схема:

На принципиальной схеме наглядно показано параллельное подключение двух кнопок (S1, S2) к источнику питания и нагрузке (звонку H).

Схема размещения проводов на плане:

На рисунке ниже показано, как можно физически проложить провода по стенам комнат в соответствии с принципиальной схемой. Для наглядности провода окрашены в разные цвета.

Чтобы звонок можно было включать из любой комнаты, необходимо соединить кнопки параллельно. Схема размещения проводов, реализующая такое подключение, показана на рисунке выше.