Номер 2, страница 35, часть 2 - гдз по физике 8 класс рабочая тетрадь Грачев, Погожев

Часть 2. Глава 7. Постоянный электрический ток. Параграф 44. Электрический ток в металлах - номер 2, страница 35.

Условие.

2. Зачеркните в таблице неверные утверждения.

Свободные электроны в металлах при отсутствии электрического поля	совершают хаотические колебания около положений равновесия
	хаотически движутся, перемещаясь по всему объёму проводника
	покоятся на своих местах
При создании в металле электрического поля положительные ионы	совершают хаотические колебания около своих положений равновесия
	как единое целое начинают двигаться в направлении электрического поля

При создании в металле постоянного электрического поля свободные электроны	остаются на своих местах
	совершают хаотические колебания около некоторых положений
	как единое целое начинают двигаться в направлении, противоположном направлению электрического поля

Решение.

Решение

Свободные электроны в металлах при отсутствии электрического поля

В металлах валентные электроны слабо связаны с ядрами атомов и могут свободно перемещаться по всему объему проводника, образуя так называемый «электронный газ». Эти электроны находятся в постоянном хаотическом тепловом движении, подобно молекулам газа. Их скорости велики (порядка $10^5-10^6$ м/с), а направления постоянно меняются из-за столкновений с ионами кристаллической решетки и друг с другом.

Исходя из этого, проанализируем утверждения:

1. «совершают хаотические колебания около положений равновесия» – неверно. Такое движение характерно для ионов в узлах кристаллической решетки, а не для свободных электронов.

2. «хаотически движутся, перемещаясь по всему объёму проводника» – верно. Это точное описание теплового движения свободных электронов.

3. «покоятся на своих местах» – неверно. Электроны находятся в непрерывном движении при любой температуре выше абсолютного нуля.

Следовательно, неверными являются первое и третье утверждения.

Ответ: Неверные утверждения: совершают хаотические колебания около положений равновесия; покоятся на своих местах.

При создании в металле электрического поля положительные ионы

Положительные ионы образуют кристаллическую решетку металла. Они жестко зафиксированы в ее узлах и не могут свободно перемещаться. Их единственно возможный вид движения — это тепловые колебания около положений равновесия. Внешнее электрическое поле может лишь незначительно сместить их положения равновесия (явление поляризации), но не может заставить их двигаться как единое целое через весь кристалл, так как для этого потребовалось бы разрушить кристаллическую решетку.

Проанализируем утверждения:

1. «совершают хаотические колебания около своих положений равновесия» – верно. Это основное состояние ионов в кристаллической решетке.

2. «как единое целое начинают двигаться в направлении электрического поля» – неверно. Упорядоченное движение ионов как носителей тока характерно для электролитов и плазмы, но не для твердых металлов.

Следовательно, неверным является второе утверждение.

Ответ: Неверное утверждение: как единое целое начинают двигаться в направлении электрического поля.

При создании в металле постоянного электрического поля свободные электроны

Когда в металле создается электрическое поле с напряженностью $ \vec{E} $, на каждый свободный электрон с отрицательным зарядом $ q = -e $ начинает действовать сила $ \vec{F} = q\vec{E} = -e\vec{E} $. Эта сила сообщает электронам ускорение в направлении, противоположном направлению поля. В результате хаотическое тепловое движение электронов дополняется упорядоченным движением (дрейфом) всего «электронного газа» против поля. Это упорядоченное движение и есть электрический ток.

Проанализируем утверждения:

1. «остаются на своих местах» – неверно. Электрическое поле приводит свободные заряды в движение.

2. «совершают хаотические колебания около некоторых положений» – неверно. Это описание движения ионов, а свободные электроны не привязаны к определенным положениям.

3. «как единое целое начинают двигаться в направлении, противоположном направлению электрического поля» – верно. Это утверждение описывает возникновение дрейфовой скорости электронов, то есть направленного движения электронного газа, которое и является электрическим током.

Следовательно, неверными являются первое и второе утверждения.

Ответ: Неверные утверждения: остаются на своих местах; совершают хаотические колебания около некоторых положений.