Номер 1, страница 134 - гдз по физике 8 класс учебник Громов, Родина

Глава 3. Электрические явления. Параграф 32. Электрический ток в различных средах. Вопросы - номер 1, страница 134.

Условие.

1. Как возникает электрический ток в металлах, электролитах и газах?

Решение.

1. Электрический ток – это упорядоченное (направленное) движение заряженных частиц. Для возникновения и существования электрического тока в среде необходимо наличие двух условий:
- Присутствие свободных носителей электрического заряда.
- Наличие электрического поля, которое создает силу, упорядочивающую движение этих носителей.
Природа носителей заряда в разных средах различна, что и определяет особенности возникновения тока.

В металлах:
Носителями заряда являются свободные электроны. Атомы в металлической кристаллической решетке легко отдают свои валентные электроны, которые образуют так называемый "электронный газ" и могут хаотично двигаться по всему объему металла. Когда к металлическому проводнику прикладывается электрическое поле (например, при подключении к источнику напряжения), на свободные электроны начинает действовать электрическая сила. В результате их хаотичное движение приобретает направленную составляющую (дрейф) в сторону, противоположную направлению вектора напряженности электрического поля. Это упорядоченное движение электронов и является электрическим током в металлах.

В электролитах:
Носителями заряда являются положительные и отрицательные ионы (катионы и анионы). Электролиты – это растворы или расплавы солей, кислот и щелочей. В этих веществах происходит процесс электролитической диссоциации – распад нейтральных молекул на ионы. При создании в электролите электрического поля (с помощью опущенных в него электродов) ионы начинают упорядоченно двигаться: положительные ионы (катионы) движутся к отрицательному электроду (катоду), а отрицательные ионы (анионы) – к положительному электроду (аноду). Направленное движение ионов обоих знаков и представляет собой электрический ток в электролитах. Этот процесс всегда сопровождается химическими реакциями на электродах.

В газах:
В нормальных условиях газы являются диэлектриками, так как их молекулы (или атомы) электрически нейтральны. Чтобы газ стал проводником, его необходимо ионизировать – создать в нем свободные носители заряда. Носителями заряда в ионизированном газе (плазме) являются свободные электроны и положительные ионы. Ионизация может быть вызвана внешними факторами (сильный нагрев, ультрафиолетовое или рентгеновское излучение) или сильным электрическим полем (ударная ионизация). В электрическом поле свободные электроны и положительные ионы начинают двигаться в противоположных направлениях: электроны к положительному полюсу (аноду), ионы к отрицательному (катоду). Это упорядоченное движение заряженных частиц и есть электрический ток в газах, называемый газовым разрядом.

Ответ: Электрический ток возникает при упорядоченном движении свободных носителей заряда под действием электрического поля. В металлах это движение свободных электронов, в электролитах – движение положительных и отрицательных ионов, в газах – движение свободных электронов и положительных ионов.

2. Обнаружить электрический ток можно с помощью опыта, который демонстрирует одно из его действий: магнитное, тепловое или химическое. Классическим и наиболее наглядным является опыт, демонстрирующий магнитное действие тока, впервые проведенный Гансом Христианом Эрстедом в 1820 году.

Описание опыта Эрстеда:
1. Собирается простая электрическая цепь из источника тока, проводника и выключателя.
2. Рядом с проводником располагается магнитный компас так, чтобы его стрелка была параллельна проводнику, когда ток в цепи отсутствует.
3. При замыкании выключателя по проводнику начинает течь электрический ток.

Наблюдение:
В момент, когда по проводнику пошел ток, магнитная стрелка компаса отклоняется от своего начального положения. Если разомкнуть цепь, стрелка вернется в исходное состояние. Если изменить направление тока в проводнике, поменяв местами полюса источника, то магнитная стрелка отклонится в противоположную сторону.

Вывод:
Поскольку магнитная стрелка реагирует только на магнитное поле, ее отклонение доказывает, что вокруг проводника с электрическим током возникает магнитное поле. Это явление позволяет однозначно обнаружить наличие электрического тока.

Ответ: Электрический ток можно обнаружить в опыте Эрстеда. Если рядом с проводником, по которому пропускают ток, находится магнитная стрелка, она отклоняется. Это происходит потому, что электрический ток создает вокруг себя магнитное поле, которое и действует на стрелку.