Номер 2, страница 195 - гдз по физике 8 класс учебник Пурышева, Важеевская

Глава 7. Электрический ток. Параграф 48. Электрический ток - номер 2, страница 195.

Условие.

2. Что значит «упорядоченное движение заряженных частиц»?

Решение.

2. Что значит «упорядоченное движение заряженных частиц»?

Фраза «упорядоченное движение заряженных частиц» является определением электрического тока. Чтобы понять её смысл, нужно рассмотреть поведение заряженных частиц в проводнике в двух ситуациях: без электрического поля и при его наличии.

В отсутствие внешнего электрического поля свободные носители заряда (например, электроны в металле) совершают хаотическое тепловое движение. Они движутся с большими скоростями в случайных направлениях, постоянно сталкиваясь друг с другом и с ионами кристаллической решётки. Из-за этой хаотичности в любой момент времени через любое сечение проводника проходит в среднем одинаковое количество зарядов в противоположных направлениях. В результате суммарный перенос заряда равен нулю, и электрический ток отсутствует.

Когда в проводнике создается электрическое поле (например, при подключении к источнику напряжения), на каждую заряженную частицу начинает действовать электрическая сила. Эта сила заставляет частицы двигаться в определённом направлении: положительные заряды движутся по направлению поля, отрицательные — против. Это направленное движение, которое накладывается на хаотическое тепловое движение, и называется упорядоченным. Средняя скорость этого направленного движения, называемая дрейфовой скоростью, очень мала (порядка миллиметров в секунду), но именно она создаёт макроскопический перенос заряда, то есть электрический ток.

Таким образом, «упорядоченное движение» не означает, что все частицы движутся строго по прямым линиям в одном направлении. Оно означает, что в их хаотическом движении появляется преобладающее направление смещения, или дрейф.

Ответ: Упорядоченное движение заряженных частиц — это их направленное движение (дрейф) под действием электрического поля, которое накладывается на их хаотическое тепловое движение и приводит к переносу электрического заряда, то есть к возникновению электрического тока.

3. Каковы условия существования электрического тока?

Для возникновения и длительного поддержания электрического тока в проводнике или в электрической цепи необходимо одновременное выполнение трёх основных условий.

Первое условие — наличие свободных носителей заряда. В среде должны присутствовать частицы, способные свободно перемещаться и переносить электрический заряд. В зависимости от вещества, носителями заряда могут быть:

• свободные электроны в металлах;

• положительные и отрицательные ионы в электролитах (растворах и расплавах солей, кислот, щелочей);

• электроны и ионы в ионизированных газах (плазме);

• электроны и «дырки» в полупроводниках.

В диэлектриках (изоляторах) свободных носителей заряда практически нет, поэтому они не проводят электрический ток.

Второе условие — наличие электрического поля. Чтобы свободные заряды пришли в упорядоченное движение, на них должна действовать сила. Эту роль выполняет сила со стороны электрического поля. Для поддержания тока в течение длительного времени это поле должно быть стационарным, то есть не изменяться со временем.

Третье условие — наличие источника тока и замкнутой цепи. Электрическое поле в проводниках создаётся и поддерживается источниками тока (гальваническими элементами, аккумуляторами, генераторами). Источник тока за счет неэлектрических сил (химических, механических и др.) совершает работу по разделению зарядов, создавая и поддерживая разность потенциалов на своих полюсах и, как следствие, электрическое поле в цепи. Для того чтобы ток протекал непрерывно, цепь должна быть замкнутой, то есть образовывать непрерывный путь для движения зарядов.

Ответ: Основными условиями для существования электрического тока являются: 1) наличие свободных носителей заряда; 2) наличие источника тока, создающего и поддерживающего электрическое поле (разность потенциалов) для их упорядоченного движения; 3) замкнутость электрической цепи.