Номер 2, страница 137 - гдз по физике 8 класс учебник Пёрышкин

2. Сделайте простейший гальванический элемент и гальваноскоп и проверьте их действие.

Возьмите кислое яблоко или солёный помидор и воткните в него две проволочки: железную и медную (вместо железной проволоки лучше взять цинковую пластинку). Гальванический элемент готов (рис. 89).

Гальваноскоп — прибор для обнаружения очень слабых токов. Для его изготовления моток тонкой изолированной проволоки прикрепите к небольшой дощечке, в середину которой вставьте иглу остриём вверх. На остриё положите маленькую магнитную стрелку (рис. 90) (можно поместить внутри мотка компас). Дайте магнитной стрелке установиться в направлении магнитного меридиана.

Замкните электрическую цепь (см. рис. 90). Отклонение стрелки гальваноскопа покажет наличие электрического тока, созданного в проводнике вашим гальваническим элементом.

2. Сделайте простейший гальванический элемент и гальваноскоп и проверьте их действие.

Для выполнения данного задания необходимо последовательно изготовить два устройства и соединить их в электрическую цепь. Это позволит наглядно продемонстрировать принцип работы источника тока (гальванического элемента) и способ обнаружения электрического тока (с помощью гальваноскопа).

Изготовление гальванического элемента (рис. 89)

Гальванический элемент — это химический источник электрического тока, в котором химическая энергия превращается в электрическую. Для создания простейшего гальванического элемента понадобятся: кислое яблоко или солёный помидор (в роли электролита) и два электрода из разных металлов, например, железная и медная проволока или, для лучшего результата, цинковая пластинка и медная проволока.

Процесс изготовления следующий:
1. Возьмите яблоко (или помидор).
2. Воткните в него на небольшом расстоянии друг от друга два электрода (например, цинковую пластинку и медную проволоку), не допуская их соприкосновения внутри яблока.

Принцип действия заключается в следующем. Яблочный сок (электролит) вступает в химическую реакцию с металлами (электродами). Так как цинк является более активным металлом, чем медь, его атомы будут легче отдавать электроны и превращаться в ионы, переходящие в раствор: $Zn \rightarrow Zn^{2+} + 2e^-$. Таким образом, цинковый электрод приобретает отрицательный заряд (анод). На медном электроде (менее активном) происходит процесс восстановления: ионы водорода $H^+$, присутствующие в кислой среде яблочного сока, принимают электроны с медного электрода, образуя водород: $2H^+ + 2e^- \rightarrow H_2$. Медный электрод становится положительно заряженным (катод). В результате между электродами возникает разность потенциалов (напряжение). Если подключить к ним проводник, по нему потечёт электрический ток — направленное движение свободных электронов от отрицательного цинкового электрода к положительному медному.

Изготовление гальваноскопа (рис. 90)

Гальваноскоп — это прибор для обнаружения очень слабых электрических токов. Его действие основано на явлении электромагнетизма (опыт Эрстеда): электрический ток, протекающий по проводнику, создаёт вокруг себя магнитное поле. Для изготовления понадобятся: моток тонкой изолированной медной проволоки, небольшая деревянная дощечка (основание), швейная игла и маленькая магнитная стрелка (от компаса).

Процесс изготовления:
1. Намотайте на каркас несколько десятков витков изолированной проволоки, чтобы получилась катушка. Оставьте свободные концы проволоки длиной 10-15 см и зачистите их от изоляции.
2. Закрепите катушку на деревянном основании.
3. В центре основания, внутри катушки, установите вертикально иглу остриём вверх.
4. Осторожно поместите магнитную стрелку на острие иглы так, чтобы она могла свободно вращаться.

Проверка действия и объяснение результата (рис. 90)

Порядок действий для проверки:
1. Установите гальваноскоп так, чтобы его катушка была ориентирована вдоль магнитного меридиана Земли. Магнитная стрелка внутри катушки также установится в направлении север-юг.
2. Замкните электрическую цепь: соедините свободные концы проволоки от катушки гальваноскопа с электродами, воткнутыми в яблоко.
3. Наблюдайте за поведением магнитной стрелки.

Результат и объяснение: как только цепь будет замкнута, магнитная стрелка гальваноскопа отклонится от своего первоначального положения. Это происходит потому, что гальванический элемент (яблоко с электродами) создал электрический ток в цепи. Протекая по виткам катушки гальваноскопа, ток создает собственное магнитное поле, перпендикулярное плоскости витков. Это поле взаимодействует с магнитным полем стрелки, заставляя её повернуться. Чем сильнее ток, тем сильнее будет созданное им магнитное поле и тем на больший угол отклонится стрелка. Таким образом, отклонение стрелки является качественным доказательством наличия электрического тока в цепи.

Ответ: При соединении гальванического элемента (яблока с двумя разными металлическими электродами) с самодельным гальваноскопом (катушкой с магнитной стрелкой) стрелка гальваноскопа отклоняется. Это доказывает, что гальванический элемент является источником электрического тока, который, протекая по катушке, создаёт магнитное поле, взаимодействующее с магнитной стрелкой. Эксперимент демонстрирует преобразование химической энергии в электрическую и магнитное действие электрического тока.