Номер 2, страница 56, часть 2 - гдз по физике 8 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 2. Глава III. Электрические явления. Параграф 17. Сила тока и напряжение - номер 2, страница 56.

Условие.

2. На рисунке 17.1 показана схема последовательного соединения проводников 1 и 2. В качестве проводников в подобных опытах (в том числе при проведении лабораторных работ) используют резисторы¹, обозначение которых показано на схеме. Объясните, почему

сила тока в последовательно соединённых проводниках одинакова: $I_1 = I_2$.

Рис. 17.1

Решение.

Решение

Равенство силы тока во всех участках последовательно соединённой цепи является прямым следствием закона сохранения электрического заряда.

Электрический ток — это упорядоченное движение заряженных частиц. Сила тока $\text{I}$ показывает, какой электрический заряд $\Delta q$ проходит через поперечное сечение проводника за промежуток времени $\Delta t$. Математически это выражается формулой: $I = \frac{\Delta q}{\Delta t}$.

При последовательном соединении, как на рисунке 17.1, проводники 1 и 2 соединены друг за другом, образуя единый путь для тока без разветвлений. Это означает, что все заряды, которые проходят через проводник 1, обязательно должны пройти и через проводник 2.

Согласно закону сохранения заряда, электрический заряд не может возникнуть из ниоткуда и не может исчезнуть в никуда. Также в стационарном режиме (когда ток постоянен) заряд не может накапливаться в какой-либо точке цепи. Следовательно, за любой одинаковый промежуток времени $\Delta t$ через поперечное сечение первого проводника пройдёт такой же заряд $\Delta q$, как и через поперечное сечение второго проводника.

Если заряд, прошедший через первый проводник, равен $\Delta q_1$, а через второй — $\Delta q_2$, то должно выполняться условие $\Delta q_1 = \Delta q_2$.

Поскольку сила тока в первом проводнике $I_1 = \frac{\Delta q_1}{\Delta t}$, а во втором $I_2 = \frac{\Delta q_2}{\Delta t}$, и при этом $\Delta q_1 = \Delta q_2$, то из этого логически следует, что и силы тока в них равны: $I_1 = I_2$.

Ответ: Сила тока в последовательно соединённых проводниках одинакова, так как в цепи без разветвлений действует закон сохранения электрического заряда. Это означает, что количество заряда, проходящее через любое поперечное сечение цепи за единицу времени, является постоянным. Поэтому ток, протекающий через первый проводник, равен току, протекающему через второй проводник: $I_1 = I_2$.