Номер 1, страница 155 - гдз по физике 8 класс учебник Пёрышкин

Задание 20. § 41. Расчёт сопротивления проводника. Удельное сопротивление. Глава 2. Электрические явления - номер 1, страница 155.

1. Проанализируйте данные таблицы 9 и выскажите предположение, какие вещества из приведённых в таблице являются хорошими проводниками, а какие — совершенно точно диэлектрики. Проверьте себя, используя данные Интернета.

1. Поскольку таблица 9 не предоставлена, для ответа на вопрос воспользуемся справочными данными об удельном электрическом сопротивлении ($ρ$) для ряда характерных веществ, которые могли бы быть представлены в такой таблице.

Дано:

Предположим, что таблица 9 содержит следующие данные об удельном электрическом сопротивлении веществ при 20 °C:

• Серебро: $ρ = 1.6 \times 10^{-8}$ Ом·м
• Медь: $ρ = 1.7 \times 10^{-8}$ Ом·м
• Алюминий: $ρ = 2.8 \times 10^{-8}$ Ом·м
• Железо: $ρ = 9.8 \times 10^{-8}$ Ом·м
• Фарфор: $ρ \approx 10^{13}$ Ом·м
• Стекло: $ρ \approx 10^{12}$ Ом·м
• Эбонит: $ρ \approx 10^{14}$ Ом·м
• Кварц (плавленый): $ρ \approx 7.5 \times 10^{17}$ Ом·м

Найти:

Определить, какие из приведённых веществ являются хорошими проводниками, а какие — диэлектриками.

Решение:

Способность вещества проводить электрический ток определяется его удельным электрическим сопротивлением ($ρ$). На основании этого параметра все вещества условно делят на проводники, диэлектрики и полупроводники.

1. Хорошие проводники — это вещества, которые хорошо проводят электрический ток. Они характеризуются очень низким удельным сопротивлением. Как правило, к проводникам относят вещества с $ρ < 10^{-5}$ Ом·м. К ним относятся все металлы.

2. Диэлектрики (или изоляторы) — это вещества, которые очень плохо проводят электрический ток. Они характеризуются очень высоким удельным сопротивлением. Обычно у диэлектриков $ρ > 10^{8}$ Ом·м.

Проанализируем данные из нашей гипотетической таблицы:

• У веществ серебро, медь, алюминий, железо удельное сопротивление чрезвычайно мало (порядка $10^{-8}$ Ом·м). Такое низкое значение $ρ$ обусловлено наличием большого количества свободных носителей заряда (электронов), что обеспечивает их высокую электропроводность. Следовательно, эти вещества являются хорошими проводниками.
• У веществ фарфор, стекло, эбонит, кварц удельное сопротивление, наоборот, чрезвычайно велико (от $10^{12}$ до $10^{17}$ Ом·м). Огромное значение $ρ$ указывает на то, что свободные носители заряда в этих материалах практически отсутствуют. Поэтому эти вещества не проводят электрический ток и являются диэлектриками.

Проверка с использованием данных из Интернета полностью подтверждает данную классификацию. Металлы (серебро, медь, алюминий, железо) являются эталонными проводниками. Фарфор, стекло, эбонит и кварц — это типичные диэлектрики, которые широко применяются в электротехнике в качестве изоляционных материалов.

Ответ:

На основе анализа значений удельного электрического сопротивления можно сделать следующее предположение:

• Хорошие проводники: серебро, медь, алюминий, железо.
• Совершенно точно диэлектрики: фарфор, стекло, эбонит, кварц.