Вариант 1, страница 78 - гдз по физике 8 класс дидактические материалы Марон, Марон

Самостоятельные работы. СР-7. Электрический ток - страница 78.

Условие.

Вариант 1

1. Почему тепловое движение электронов в проводнике не может быть названо электрическим током?

2. Почему резиновые сапоги предохраняют от действия молнии?

3. Почему трудно, а иногда почти невозможно зарядить электроскоп в сырой комнате?

Решение.

1. Почему тепловое движение электронов в проводнике не может быть названо электрическим током?

Электрический ток по определению — это упорядоченное (направленное) движение заряженных частиц. В проводниках, например, в металлах, свободные электроны действительно находятся в постоянном движении. Однако это движение является тепловым, то есть хаотичным и беспорядочным. Электроны движутся с большими скоростями, но в совершенно разных направлениях, постоянно сталкиваясь друг с другом и с ионами кристаллической решётки.

Из-за этой хаотичности в любой момент времени через любое поперечное сечение проводника проходит в среднем одинаковое количество электронов в одном направлении и в противоположном. В результате суммарный перенос заряда через сечение равен нулю. Поскольку нет направленного перемещения заряда, то и электрического тока нет. Электрический ток возникает только тогда, когда под действием внешнего электрического поля на это хаотичное движение накладывается дополнительное, направленное смещение всех электронов (дрейф), создавая ненулевой суммарный поток заряда.

Ответ: Тепловое движение электронов является хаотичным и разнонаправленным, поэтому суммарный перенос заряда через любое сечение проводника равен нулю. Электрический ток — это упорядоченное движение зарядов, которого при тепловом движении не происходит.

2. Почему резиновые сапоги предохраняют от действия молнии?

Резина является диэлектриком, то есть материалом, который очень плохо проводит электрический ток. Электрическое сопротивление резины чрезвычайно велико. Молния представляет собой мощный электрический разряд, и ток, возникающий при ударе молнии в землю, ищет путь с наименьшим сопротивлением.

Когда человек стоит на земле в резиновых сапогах, подошва сапог создает слой с очень высоким сопротивлением между телом человека и землей. Если молния ударит рядом, ток, распространяющийся по поверхности земли, не пойдет через тело человека, так как путь через резиновые сапоги обладает огромным сопротивлением. Вместо этого ток обойдет человека по земле, выбрав пути с меньшим сопротивлением. Таким образом, резиновые сапоги изолируют человека от земли и защищают от шагового напряжения, возникающего при ударе молнии поблизости.

Важно отметить, что от прямого удара молнии резиновые сапоги не защитят, так как напряжение в этом случае настолько велико, что способно пробить такой тонкий слой диэлектрика.

Ответ: Резина — хороший диэлектрик с очень высоким электрическим сопротивлением. Резиновые сапоги создают большое сопротивление между телом человека и землей, заставляя электрический ток от удара молнии поблизости течь по путям меньшего сопротивления в обход человека.

3. Почему трудно, а иногда почти невозможно зарядить электроскоп в сырой комнате?

Для того чтобы электроскоп мог быть заряжен и сохранял заряд, он должен быть хорошо изолирован от окружающих предметов. Сухой воздух является хорошим изолятором (диэлектриком). Однако в сырой комнате воздух насыщен водяным паром. Молекулы воды, а также растворенные в них примеси и пылинки, делают влажный воздух проводящей средой, хотя и с большим сопротивлением.

Когда мы пытаемся зарядить электроскоп в такой среде, сообщенный ему заряд не накапливается, а почти сразу же «стекает» с него через проводящий влажный воздух на окружающие предметы и землю. Ионы, присутствующие во влажном воздухе, притягиваются к заряженному стержню и лепесткам электроскопа и нейтрализуют их заряд. Этот процесс утечки заряда происходит настолько быстро, что электроскоп либо не успевает зарядиться вовсе, либо его лепестки расходятся на очень короткое время и сразу же опадают.

Ответ: В сырой комнате воздух содержит много водяного пара, что делает его проводником электричества. Из-за этого заряд с электроскопа быстро стекает (нейтрализуется) через влажный воздух, и прибор не может накопить и удержать заряд.