Номер 1005, страница 108 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Перышкин

8 класс. Электрические явления. 40. Сила тока. Единицы силы тока. Амперметр. Измерение силы тока - номер 1005, страница 108.

Решение.

Решение

Это явление объясняется разницей между скоростью направленного движения (дрейфовой скоростью) электронов и скоростью распространения электрического поля в проводнике.

Когда вы включаете выключатель, вы замыкаете электрическую цепь. В этот момент по всей длине цепи практически мгновенно возникает электрическое поле. Скорость распространения этого электрического поля в проводнике огромна и близка к скорости света в вакууме ($v \approx c = 3 \cdot 10^8$ м/с).

Электрическое поле действует на все свободные электроны в проводнике одновременно, заставляя их приходить в упорядоченное движение. Это означает, что электроны, которые уже находятся в нити накаливания лампы, начинают двигаться и создавать ток почти в тот же момент, когда замыкается цепь. Не нужно ждать, пока электроны от выключателя "добегут" до лампы.

Этот процесс можно сравнить с длинной трубой, полностью заполненной водой. Если начать подавать воду с одного конца, то с другого конца она начнет вытекать почти мгновенно. При этом каждая отдельная молекула воды сместится лишь на небольшое расстояние, но само давление (которое является аналогом электрического поля) передастся по всей трубе очень быстро.

Таким образом, хотя дрейфовая скорость каждого отдельного электрона мала (несколько миллиметров в секунду), электрический ток (упорядоченное движение всех электронов) во всей цепи возникает практически одновременно.

Ответ: Электролампа зажигается мгновенно, потому что при замыкании выключателя по всей электрической цепи со скоростью, близкой к скорости света, распространяется электрическое поле. Это поле одновременно действует на все свободные электроны в проводнике, включая те, что уже находятся в нити лампы, и заставляет их двигаться упорядоченно, создавая ток.