Вопросы, страница 15 - гдз по физике 8 класс учебник Кабардин

Вопросы

1. Какие вещества называют проводниками?

2. Какие вещества называют диэлектриками?

3. Какие опыты можно выполнить, чтобы узнать, является ли данное вещество проводником электричества?

4. Объясните результат опыта, в котором исследовалось, может ли тело человека служить проводником для передачи части электрических зарядов с заряженного электрометра на незаряженный.

1. Какие вещества называют проводниками?

Проводниками называют вещества, которые способны проводить электрический ток. Основной характеристикой проводников является наличие в них свободных носителей заряда – частиц, способных перемещаться под действием электрического поля. Этими частицами могут быть:

• Свободные электроны – в металлах и их сплавах (например, медь, серебро, алюминий, железо). В кристаллических решетках металлов валентные электроны не принадлежат конкретным атомам, а образуют так называемый "электронный газ", свободно перемещающийся по всему объему проводника.

• Ионы – в электролитах (растворах и расплавах солей, кислот и щелочей). При растворении или плавлении этих веществ их молекулы распадаются на положительно и отрицательно заряженные ионы, которые становятся носителями заряда.

• Электроны и ионы – в плазме (ионизированном газе).

Таким образом, проводники – это материалы, обеспечивающие легкое прохождение электрического заряда через них.

Ответ: Проводники – это вещества, содержащие свободные носители электрического заряда (например, электроны в металлах или ионы в растворах солей) и поэтому хорошо проводящие электрический ток.

2. Какие вещества называют диэлектриками?

Диэлектриками (или изоляторами) называют вещества, которые очень плохо проводят электрический ток. В отличие от проводников, в диэлектриках практически отсутствуют свободные носители заряда. Все электроны в атомах диэлектриков прочно связаны со своими ядрами и не могут свободно перемещаться по объему вещества.

Под действием внешнего электрического поля в диэлектриках происходит лишь незначительное смещение зарядов внутри атомов или молекул (поляризация), но не их направленное движение через все вещество. Из-за этого их способность проводить ток чрезвычайно мала.

Примерами диэлектриков являются стекло, фарфор, резина, пластмассы, сухая древесина, дистиллированная вода, янтарь, воздух и другие газы при нормальных условиях.

Ответ: Диэлектрики – это вещества, в которых почти нет свободных носителей заряда, из-за чего они практически не проводят электрический ток.

3. Какие опыты можно выполнить, чтобы узнать, является ли данное вещество проводником электричества?

Существует несколько простых опытов для определения электропроводности вещества.

Опыт 1: С использованием электрометров.

1. Возьмем два электрометра (или электроскопа), один из которых заряжен, а второй – нет. Стрелка (или лепестки) заряженного электрометра отклонена, а у незаряженного – находится в нулевом положении.

2. Соединим стержни обоих электрометров испытуемым предметом (например, металлической палочкой, стеклянной линейкой или деревянной палочкой).

3. Наблюдаем за показаниями приборов. Если вещество является проводником, часть заряда с первого электрометра перетечет на второй. В результате угол отклонения стрелки первого электрометра уменьшится, а у второго – увеличится. Если вещество является диэлектриком, заряд не сможет переместиться, и показания электрометров не изменятся.

Опыт 2: С использованием электрической цепи.

1. Соберем простейшую электрическую цепь, состоящую из источника тока (например, батарейки), лампочки накаливания и двух проводов, между которыми оставлен разрыв.

2. Замкнем цепь, поместив в разрыв испытуемое вещество.

3. Наблюдаем за лампочкой. Если лампочка загорится, значит, вещество проводит электрический ток и является проводником. Если лампочка не горит, значит, вещество не проводит ток и является диэлектриком.

Ответ: Чтобы определить, является ли вещество проводником, можно либо соединить им заряженный и незаряженный электрометры и наблюдать за перераспределением заряда, либо включить его в разрыв простой электрической цепи с лампочкой и проверить, загорится ли она.

4. Объясните результат опыта, в котором исследовалось, может ли тело человека служить проводником для передачи части электрических зарядов с заряженного электрометра на незаряженный.

В ходе такого опыта наблюдается следующее: если человек одновременно коснется рукой стержня заряженного электрометра, а другой рукой – стержня незаряженного, то показания приборов изменятся. Угол отклонения стрелки заряженного электрометра уменьшится, а стрелка незаряженного, наоборот, отклонится от нулевого положения. Это означает, что часть электрического заряда перешла с первого прибора на второй.

Объяснение этого результата заключается в том, что тело человека является проводником электричества. Оно примерно на 60-70% состоит из воды, в которой растворены различные соли и минералы. Эти растворы (электролиты) содержат большое количество свободных ионов (например, $Na^+$, $K^+$, $Cl^-$ и др.). Под действием разности потенциалов между заряженным и незаряженным электрометрами эти ионы начинают упорядоченно двигаться, создавая электрический ток. Таким образом, тело человека выступает в роли проводника, замыкая цепь между двумя электрометрами и позволяя зарядам перераспределиться между ними.

В результате заряд с первого электрометра частично перетекает через тело человека на второй до тех пор, пока потенциалы обоих электрометров (и тела человека) не выровняются. Именно поэтому человек может получить удар током – наше тело способно проводить электричество.

Ответ: В описанном опыте заряд переходит с одного электрометра на другой, потому что тело человека является проводником электрического тока. Это обусловлено наличием в тканях организма водных растворов солей, содержащих подвижные ионы, которые и переносят электрический заряд.