Номер 2, страница 27 - гдз по физике 7 класс учебник Пурышева, Важеевская

2. Приведите примеры технических устройств. На каких физических явлениях основана их работа?

Лампа накаливания

Принцип работы лампы накаливания основан на физическом явлении теплового действия электрического тока. Когда электрический ток проходит через тонкую проволоку (нить накала), изготовленную из тугоплавкого материала (обычно вольфрама), нить сильно нагревается из-за своего высокого сопротивления. Согласно закону Джоуля-Ленца, количество выделяемой теплоты $Q$ пропорционально квадрату силы тока $I$, сопротивлению проводника $R$ и времени прохождения тока $t$: $Q = I^2 R t$. При достижении высокой температуры (около 2500–3000 °C) нить начинает ярко светиться, испуская электромагнитные волны в видимом диапазоне. Это явление называется тепловым излучением.

Ответ: Работа лампы накаливания основана на явлении теплового действия тока и теплового излучения.

Электродвигатель

Работа электродвигателя постоянного тока основана на явлении действия магнитного поля на проводник с током. Основной частью двигателя является ротор (якорь) — рамка или система рамок из провода, которая может вращаться в магнитном поле, создаваемом статором (постоянными магнитами или электромагнитами). При пропускании тока через рамку на её стороны, перпендикулярные линиям магнитной индукции, начинает действовать сила Ампера. Направление этой силы определяется по правилу левой руки. Силы, действующие на противоположные стороны рамки, направлены в противоположные стороны и создают вращающий момент, который заставляет рамку вращаться. Таким образом, электрическая энергия преобразуется в механическую энергию вращения.

Ответ: Работа электродвигателя основана на явлении возникновения силы Ампера, действующей на проводник с током в магнитном поле.

Термос (сосуд Дьюара)

Термос — это устройство, предназначенное для поддержания температуры содержимого (горячего или холодного) в течение длительного времени. Его работа основана на максимальном уменьшении всех видов теплопередачи: теплопроводности, конвекции и излучения. Конструктивно термос представляет собой сосуд с двойными стенками, между которыми откачан воздух (создан вакуум). Вакуум практически не проводит тепло, что резко снижает теплопередачу за счет теплопроводности и конвекции. Внутренние поверхности стенок делают зеркальными (посеребренными), чтобы минимизировать теплообмен путем излучения, так как зеркальная поверхность плохо излучает и хорошо отражает тепловые лучи. Пробка, закрывающая термос, изготавливается из материала с низкой теплопроводностью (например, пробки или пластика) и плотно прилегает к горлышку, чтобы предотвратить теплообмен с окружающей средой через конвекцию и испарение.

Ответ: Работа термоса основана на явлении минимизации теплопередачи (теплопроводности, конвекции и излучения) благодаря вакуумной прослойке, зеркальным поверхностям и герметичной пробке.

Трансформатор

Трансформатор — это устройство для преобразования (повышения или понижения) напряжения переменного тока. Его работа основана на явлении электромагнитной индукции. Трансформатор состоит из замкнутого сердечника из ферромагнитного материала, на котором расположены две (или более) обмотки: первичная и вторичная. Когда на первичную обмотку подается переменное напряжение, в ней возникает переменный электрический ток. Этот ток создает в сердечнике переменный магнитный поток. Пронизывая витки вторичной обмотки, переменный магнитный поток, согласно закону Фарадея, индуцирует в ней электродвижущую силу (ЭДС) индукции, то есть создает на её выводах переменное напряжение. Соотношение напряжений на обмотках примерно равно соотношению числа витков в них: $U_1/U_2 \approx N_1/N_2$.

Ответ: Работа трансформатора основана на явлении электромагнитной индукции.