Номер 521, страница 82 - гдз по физике 8 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Электрические явления. Закон Ома для участка цепи - номер 521, страница 82.

Условие.

521. На рисунке 85 изображены графики зависимости силы тока от напряжения в металле, электролите и газе. Для какого вещества сила тока прямо пропорциональна напряжению? В каком случае зависимость силы тока от напряжения подчиняется закону Ома? В каком случае закон Ома не выполним?

Рис. 85

Решение.

Для какого вещества сила тока прямо пропорциональна напряжению?

Прямая пропорциональность между силой тока $\text{I}$ и напряжением $\text{U}$ означает, что их зависимость является линейной и описывается формулой $I = k \cdot U$, где $\text{k}$ — постоянный коэффициент. Графически такая зависимость изображается в виде прямой линии, проходящей через начало координат.

Из представленных на рисунке 85 графиков, графики а) и б) являются прямыми линиями, проходящими через начало координат. Следовательно, для веществ, соответствующих этим графикам, сила тока прямо пропорциональна напряжению. Согласно условию, графики относятся к металлу, электролиту и газу. Прямолинейная вольт-амперная характеристика (ВАХ) свойственна металлам и электролитам. График а) с большим углом наклона к оси $\text{U}$ соответствует проводнику с меньшим сопротивлением (металлу), а график б) с меньшим углом наклона — проводнику с большим сопротивлением (электролиту). Таким образом, сила тока прямо пропорциональна напряжению для металла и электролита.

Ответ: Сила тока прямо пропорциональна напряжению для металла (график а) и электролита (график б).

В каком случае зависимость силы тока от напряжения подчиняется закону Ома?

Закон Ома для участка цепи гласит, что сила тока $\text{I}$ на этом участке прямо пропорциональна напряжению $\text{U}$ на его концах и обратно пропорциональна его сопротивлению $\text{R}$: $I = U/R$. Это утверждение справедливо, если сопротивление $\text{R}$ является постоянной величиной, не зависящей от напряжения или тока. Графически это соответствует линейной зависимости $\text{I}$ от $\text{U}$, то есть прямой линии, проходящей через начало координат, тангенс угла наклона которой к оси напряжения равен величине, обратной сопротивлению ($1/R$).

Такая зависимость наблюдается на графиках а) и б). Следовательно, в случаях, представленных на этих графиках, зависимость силы тока от напряжения подчиняется закону Ома.

Ответ: Зависимость силы тока от напряжения подчиняется закону Ома в случаях, изображенных на графиках а) и б), что соответствует протеканию тока в металле и электролите.

В каком случае закон Ома не выполним?

Закон Ома не выполняется, если сопротивление проводника $R = U/I$ не является постоянной величиной, а зависит от приложенного напряжения (или протекающего тока). В этом случае вольт-амперная характеристика является нелинейной.

На рисунке 85 график в) представляет собой кривую линию, а не прямую. Это означает, что отношение $U/I$ (сопротивление) изменяется с ростом напряжения. Такая нелинейная зависимость характерна для прохождения электрического тока через газ (например, при несамостоятельном газовом разряде). Следовательно, в этом случае закон Ома не выполняется.

Ответ: Закон Ома не выполним в случае, изображенном на графике в), что соответствует протеканию тока в газе.