Вариант 7, страница 80 - гдз по физике 8 класс дидактические материалы Марон, Марон

Самостоятельные работы. СР-7. Электрический ток - страница 80.

Условие.

Вариант 7

1. Почему компас даёт неправильные показания, если неподалёку от него находится провод с электрическим током?

2. На каком действии электрического тока основано получение химически чистых металлов?

3. Получится ли гальванический элемент, если в водный раствор какой-либо кислоты или соли мы опустим две пластинки из одинакового металла (например, цинковые)?

Решение.

1. Почему компас даёт неправильные показания, если неподалёку от него находится провод с электрическим током?
Работа компаса основана на взаимодействии его магнитной стрелки с магнитным полем Земли. Стрелка компаса сама является маленьким постоянным магнитом и ориентируется вдоль силовых линий земного магнитного поля, указывая на северный магнитный полюс. Когда рядом с компасом появляется проводник, по которому течёт электрический ток, вокруг этого проводника возникает собственное магнитное поле. Это явление было открыто Г. Х. Эрстедом. Магнитное поле тока взаимодействует с магнитной стрелкой компаса. В результате стрелка оказывается под одновременным действием двух магнитных полей: постоянного магнитного поля Земли и поля, созданного током в проводе. Стрелка компаса будет ориентироваться вдоль направления векторной суммы этих двух полей. Это результирующее направление, как правило, не совпадает с направлением на северный магнитный полюс, поэтому компас даёт неверные показания.
Ответ: Электрический ток, протекающий по проводу, создаёт вокруг себя магнитное поле, которое складывается с магнитным полем Земли. Магнитная стрелка компаса ориентируется вдоль результирующего магнитного поля, направление которого отличается от направления магнитного поля Земли, что и приводит к неверным показаниям.

2. На каком действии электрического тока основано получение химически чистых металлов?
Получение химически чистых металлов основано на химическом действии электрического тока. Процесс, используемый для этого, называется электролитическим рафинированием (очисткой). Этот процесс основан на явлении электролиза — окислительно-восстановительных реакциях, протекающих на электродах при прохождении постоянного электрического тока через раствор или расплав электролита. В процессе рафинирования неочищенный металл используется в качестве анода (положительного электрода), а тонкая пластина чистого металла — в качестве катода (отрицательного электрода). Оба электрода помещаются в ванну с раствором соли очищаемого металла. При пропускании тока металл анода окисляется (растворяется), переходя в раствор в виде положительно заряженных ионов. Эти ионы движутся к катоду, где восстанавливаются (осаждаются), образуя слой чистого металла. Примеси, содержащиеся в аноде, либо оседают на дно в виде шлама, либо остаются в растворе.
Ответ: Получение химически чистых металлов основано на химическом действии электрического тока, а именно на процессе электролиза.

3. Получится ли гальванический элемент, если в водный раствор какой-либо кислоты или соли мы опустим две пластинки из одинакового металла (например, цинковые)?
Нет, в таком случае гальванический элемент не получится. Принцип работы гальванического элемента основан на возникновении разности потенциалов между двумя электродами, изготовленными из *разных* металлов (или других проводников с разной химической активностью), погружённых в электролит. Разные металлы имеют разный электродный потенциал, то есть разную способность к окислению (отдаче электронов). Эта разница потенциалов и является электродвижущей силой (ЭДС), которая заставляет электроны двигаться во внешней цепи, создавая электрический ток. Если же в раствор электролита поместить две пластинки из одного и того же металла, их электродные потенциалы будут одинаковыми. Следовательно, разность потенциалов между ними будет равна нулю ($E_{элемента} = E_{катода} - E_{анода} = 0$). Без разности потенциалов не будет направленного движения зарядов, а значит, и электрический ток не возникнет.
Ответ: Нет, гальванический элемент не получится, так как для его работы необходима разность потенциалов между электродами, которая создаётся при использовании двух разных металлов. При использовании двух одинаковых металлических пластин разность потенциалов между ними будет равна нулю.