Номер 388, страница 62 - гдз по физике 8 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Электрические явления. Электрический ток. Электрические цепи - номер 388, страница 62.

Условие.

388. Лампочка подключена к гальваническому элементу. Укажите направление электрического тока в лампочке, подводящих проводах и растворе электролита гальванического элемента. Приведите пример механической модели движения заряженных частиц в проводнике.

Решение.

Решение

Направление электрического тока в лампочке, подводящих проводах и растворе электролита гальванического элемента

По определению, за направление электрического тока принимается направление упорядоченного движения положительно заряженных частиц. Гальванический элемент является источником тока, который имеет два полюса: положительный (+) и отрицательный (−).

1. Во внешней цепи (лампочка и подводящие провода): Электрический ток течет от положительного полюса гальванического элемента к отрицательному. В металлах (провода и нить накала лампочки) носителями заряда являются свободные электроны, которые заряжены отрицательно. Поэтому их реальное движение происходит в противоположном направлении — от отрицательного полюса к положительному.

2. В растворе электролита (внутренняя цепь гальванического элемента): Чтобы цепь была замкнутой, ток должен протекать и внутри источника. Носителями заряда в электролите являются положительные и отрицательные ионы. Положительные ионы (катионы) движутся к отрицательному полюсу, а отрицательные ионы (анионы) — к положительному. Так как направление тока определяется по движению положительных зарядов, то внутри гальванического элемента ток направлен от отрицательного полюса к положительному.

Ответ: В лампочке и подводящих проводах электрический ток направлен от положительного полюса источника к отрицательному. В растворе электролита гальванического элемента ток направлен от отрицательного полюса к положительному.

Пример механической модели движения заряженных частиц в проводнике

В качестве механической модели, иллюстрирующей движение заряженных частиц (электронов) в проводнике, можно рассмотреть движение шариков по наклонной доске с множеством хаотично расположенных штырьков (доска Гальтона).

В этой аналогии:

• Шарики — это свободные электроны.

• Сила тяжести, заставляющая шарики скатываться вниз по наклонной плоскости — это аналог силы, действующей на электроны со стороны электрического поля.

• Штырьки — это ионы кристаллической решетки металла, с которыми электроны постоянно сталкиваются.

Несмотря на то, что после каждого столкновения шарик отскакивает в случайном направлении, в среднем весь поток шариков смещается (дрейфует) вниз. Это медленное упорядоченное движение на фоне быстрых хаотичных перемещений является аналогом дрейфовой скорости электронов, которая и создает электрический ток.

Ответ: Механической моделью движения заряженных частиц в проводнике может служить движение шариков по наклонной доске Гальтона (доска со штырьками). Шарики (электроны) скатываются под действием силы тяжести (электрическое поле), постоянно сталкиваясь со штырьками (ионы кристаллической решетки), что приводит к медленному упорядоченному смещению (дрейфу) в одном направлении.