Номер 19, страница 54 - гдз по физике 8 класс тетрадь-тренажёр Артеменков, Белага

V. Электрический ток. Выполняем тест - номер 19, страница 54.

Условие.

19. Разные металлические проводники обладают различным сопротивлением электрическому току из-за:

1) взаимного притяжения движущихся электронов и ионов кристаллической решётки

2) взаимного отталкивания движущихся электронов и ионов кристаллической решётки

3) повышения температуры проводника при прохождении по нему электрического тока

4) различия в строении кристаллической решётки проводников

Решение.

Решение

Электрическое сопротивление в металлических проводниках возникает из-за того, что движущиеся под действием электрического поля свободные электроны (носители заряда) взаимодействуют с ионами, находящимися в узлах кристаллической решётки. Это взаимодействие, в основном, представляет собой столкновения и рассеяние электронов на тепловых колебаниях и дефектах решётки, что препятствует их упорядоченному движению. Величина сопротивления зависит от свойства самого материала, называемого удельным сопротивлением ($ \rho $), а также от его геометрических размеров — длины ($ L $) и площади поперечного сечения ($ S $). Вопрос касается причины различия именно удельного сопротивления $ \rho $ для разных металлов.

Проанализируем предложенные варианты ответа:

1. взаимного притяжения движущихся электронов и ионов кристаллической решётки

Между отрицательно заряженными электронами и положительно заряженными ионами в узлах решётки действительно существует сила притяжения. Однако само по себе притяжение не является непосредственной причиной сопротивления. Сопротивление возникает из-за рассеяния электронов, то есть изменения их траектории при столкновениях с колеблющимися ионами. Этот вариант не объясняет, почему у разных металлов сопротивление разное.

2. взаимного отталкивания движущихся электронов и ионов кристаллической решётки

Этот вариант неверен. Свободные электроны имеют отрицательный заряд, а ионы в узлах кристаллической решётки металла — положительный, так как атомы металла отдают валентные электроны. Разноимённые заряды притягиваются, а не отталкиваются.

3. повышения температуры проводника при прохождении по нему электрического тока

Повышение температуры проводника является следствием наличия у него сопротивления, а не его причиной. Когда электроны сталкиваются с ионами решётки, они передают им часть своей энергии, что приводит к увеличению интенсивности тепловых колебаний ионов, то есть к нагреву проводника. Хотя сопротивление металлов и зависит от температуры, первопричина различия сопротивлений у разных материалов при одинаковой температуре кроется не в этом.

4. различия в строении кристаллической решётки проводников

Это правильный ответ. Удельное сопротивление является внутренней характеристикой вещества и определяется его атомным и электронным строением. Разные металлы (например, медь, алюминий, железо) состоят из разных атомов, которые образуют кристаллические решётки различного типа. Кроме того, у них разная концентрация свободных электронов. Все эти факторы — тип и размер ионов, их пространственное расположение, а также число свободных электронов на единицу объёма — в совокупности определяют, насколько часто и эффективно электроны будут рассеиваться при движении в проводнике. Именно эти различия в строении и приводят к тому, что разные металлы обладают разным удельным сопротивлением.

Таким образом, фундаментальная причина различия сопротивлений разных металлических проводников заключается в различиях их внутреннего строения на микроскопическом уровне.

Ответ: 4.