Страница 182 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

50.17 [1256] На рисунке VII-34 изображена схема расположения приборов на стене. Сделайте рисунок в тетради и начертите схему соединения приборов (розетка всегда должна быть под напряжением).

Ввод

Рис. VII-34

Решение

На рисунке VII-34 показана схема расположения следующих электротехнических устройств:

• Ввод - клеммы для подключения к источнику электроэнергии (электрической сети). Обычно это два провода: фазный (L) и нулевой (N).

• Лампа (обозначена кругом с крестом внутри) - потребитель электрической энергии.

• Выключатель (обозначен разрывом линии с наклонной чертой) - устройство для управления лампой, то есть для замыкания и размыкания её цепи питания.

• Розетка (обозначена кругом с двумя точками внутри) - устройство для подключения переносных электроприборов.

Для составления принципиальной электрической схемы необходимо учесть основное требование: "розетка всегда должна быть под напряжением". Это означает, что розетка должна быть подключена к сети напрямую, независимо от положения выключателя.

Чтобы выполнить это условие, розетку подключают параллельно вводу. То есть, фазный провод (L) от ввода напрямую подключается к одному контакту розетки, а нулевой (N) - к другому.

Лампа, в свою очередь, должна включаться и выключаться с помощью выключателя. Для этого выключатель и лампа соединяются последовательно. В целях электробезопасности выключатель принято устанавливать в разрыв фазного провода (L). Таким образом, фазный провод от ввода сначала идет на выключатель, от выключателя - на один контакт лампы, а второй контакт лампы подключается к нулевому проводу (N).

В итоге, мы получаем схему с двумя параллельными ветвями, подключенными к вводу:

1. Первая ветвь - розетка, которая всегда находится под напряжением.

2. Вторая ветвь - последовательно соединенные выключатель и лампа.

Ответ:

Принципиальная электрическая схема соединения приборов выглядит следующим образом:

50.18 [1257] На рисунке VII-35 изображено расположение приборов в комнате. Начертите схему проводки (выключатель включает только лампу, розетки всегда должны быть под напряжением).

Потолок

Ввод

Стена

Рис. VII-35

Для решения этой задачи необходимо разработать принципиальную электрическую схему, которая будет соответствовать заданным условиям. Основное требование заключается в том, что две розетки должны быть постоянно под напряжением, а лампа на потолке должна включаться и выключаться при помощи настенного выключателя.

Решение

В бытовых электрических сетях для подключения нескольких потребителей используется параллельное соединение. Это гарантирует, что на каждый прибор подается полное напряжение сети, и они могут работать независимо друг от друга.

Исходя из этого принципа и требований задачи, схема подключения будет следующей:

1. Подключение розеток: Чтобы розетки всегда оставались под напряжением, их подключают напрямую к входным проводам — фазному (L) и нулевому (N). Две розетки соединяются между собой параллельно. Это означает, что фазный провод подводится к соответствующим клеммам обеих розеток, а нулевой — к другим соответствующим клеммам.
2. Подключение лампы и выключателя: Лампа также подключается к сети параллельно розеткам, чтобы на нее подавалось то же напряжение. Однако, чтобы ей можно было управлять, в цепь ее питания включают выключатель. Согласно правилам электробезопасности, выключатель всегда устанавливается в разрыв фазного провода (L), идущего к нагрузке (лампе). Нулевой провод (N) подключается к лампе напрямую, без разрыва. Таким образом, лампа и выключатель оказываются соединены последовательно друг с другом, а вся эта цепь (лампа + выключатель) подключается параллельно к основной линии питания.

Ниже приведена принципиальная электрическая схема, реализующая данное подключение. На схеме фазный провод (L) для наглядности показан красным цветом, а нулевой (N) — синим.

Ответ:

Представленная выше принципиальная электрическая схема показывает правильное подключение приборов в комнате. Розетки соединены параллельно и подключены напрямую к вводу питания, что обеспечивает их постоянную работоспособность. Лампа соединена последовательно с выключателем, и эта группа подключена параллельно розеткам. Выключатель установлен в разрыв фазного провода, что позволяет безопасно управлять освещением, не отключая при этом питание розеток.

51.1 [1258] Одинаковые электроскопы были одинаково заряжены. Когда на их шарики одновременно положили палочки: сухую деревянную и металлическую, то через некоторое время листочки электроскопов заняли положения, показанные на рисунке VII-36. По какой палочке в единицу времени проходил больший заряд? В какой палочке сила тока была больше?

а)

б)

Рис. VII-36

Решение

В задаче описывается эксперимент по разрядке двух одинаково заряженных электроскопов. Угол расхождения лепестков электроскопа показывает величину его электрического заряда: чем больше заряд, тем сильнее отталкиваются лепестки. Изначально оба электроскопа были заряжены одинаково.

Когда к шарикам электроскопов прикоснулись палочками, которые держат в руках, начался процесс разрядки (заземления), так как заряд с электроскопов получил возможность стекать через палочки и тело человека в землю.

На рисунке VII-36 показан результат эксперимента через некоторое одинаковое для обоих случаев время.

• На рисунке а) лепестки электроскопа, к которому прикасались сухой деревянной палочкой, лишь немного сблизились. Это означает, что электроскоп разрядился частично, и с него ушла только небольшая часть заряда.
• На рисунке б) лепестки электроскопа, к которому прикасались металлической палочкой, полностью опали. Это означает, что электроскоп разрядился полностью, и с него ушёл весь заряд.

Отсюда следует, что за одно и то же время через металлическую палочку прошел значительно больший заряд, чем через деревянную.

По какой палочке в единицу времени проходил больший заряд?

Заряд, проходящий в единицу времени, — это скорость переноса заряда. Так как за одинаковый промежуток времени через металлическую палочку прошел больший электрический заряд, чем через деревянную, то и в единицу времени по ней проходил больший заряд.

Ответ: больший заряд в единицу времени проходил по металлической палочке.

В какой палочке сила тока была больше?

Сила тока по определению — это физическая величина, равная отношению заряда $\Delta q$, прошедшего через поперечное сечение проводника, ко времени его прохождения $\Delta t$: $I = \frac{\Delta q}{\Delta t}$

Поскольку по металлической палочке в единицу времени проходил больший заряд, то и сила тока в ней была больше. Это связано с тем, что металлы являются хорошими проводниками электричества (имеют низкое электрическое сопротивление), а сухое дерево — диэлектриком (имеет очень высокое сопротивление).

Ответ: сила тока была больше в металлической палочке.