Ответьте на вопросы, страница 152 - гдз по физике 8 класс учебник Закирова, Аширов

Ответьте на вопросы

1. Почему сила тока в приборах в неразветвленной части цепи одинакова?

2. Почему в амперметрах и вольтметрах необходимо учитывать знаки на зажимах?

3. Почему у ключа, лампы, резистора знаки на зажимах отсутствуют?

4. Почему тепловое движение электронов в проводнике не может быть названо электрическим током?

1. Сила тока в неразветвленной (последовательной) части цепи одинакова во всех ее точках в соответствии с законом сохранения электрического заряда. Этот закон гласит, что заряд не может накапливаться в какой-либо точке проводника или исчезать. Следовательно, количество заряда, проходящее через любое поперечное сечение проводника за единицу времени, должно быть постоянным. Сила тока $I$ определяется как отношение заряда $\Delta q$, прошедшего через поперечное сечение проводника, ко времени $\Delta t$, в течение которого он проходил: $I = \frac{\Delta q}{\Delta t}$. Поскольку в неразветвленной цепи существует только один путь для движения зарядов, количество заряда, проходящее через любой элемент цепи (лампочку, резистор, амперметр) за одно и то же время, будет одинаковым. Это означает, что и сила тока одинакова на всем протяжении этой части цепи.

Ответ: Сила тока одинакова из-за закона сохранения заряда, согласно которому заряд не может накапливаться в проводнике, поэтому через любое сечение неразветвленной цепи за одно и то же время проходит одинаковое количество заряда.

2. Необходимость учитывать знаки (полярность) на зажимах амперметров и вольтметров обусловлена их внутренним устройством, особенно в случае аналоговых (стрелочных) приборов. В основе их работы лежит магнитоэлектрический механизм: ток, проходящий через катушку прибора, создает магнитное поле, которое взаимодействует с полем постоянного магнита. Это взаимодействие создает вращающий момент, который отклоняет стрелку. Направление силы, действующей на катушку, а следовательно, и направление отклонения стрелки, зависит от направления тока. Если прибор подключить неправильно (с обратной полярностью), стрелка будет пытаться отклониться в противоположную сторону, упрется в ограничитель и может быть повреждена. Поэтому положительный зажим ('+') прибора всегда должен подключаться к точке цепи с более высоким потенциалом (ближе к положительному полюсу источника тока), а отрицательный ('-') — к точке с более низким потенциалом.

Ответ: Знаки на зажимах необходимо учитывать для правильного подключения, так как направление отклонения стрелки в аналоговых приборах зависит от направления тока. Неправильное подключение может повредить измерительный механизм.

3. У таких элементов электрической цепи, как ключ, лампа накаливания и резистор, отсутствуют знаки на зажимах, потому что они являются неполярными (или симметричными) компонентами. Это означает, что их работа и основные свойства не зависят от направления протекающего через них электрического тока. Резистор оказывает сопротивление и выделяет тепло независимо от того, в какую сторону движутся электроны. Нить накала в лампе будет светиться при прохождении тока в любом направлении. Ключ просто механически замыкает или размыкает цепь. Поскольку направление тока не влияет на их функционирование, указывать полярность подключения для них не имеет смысла.

Ответ: Эти элементы являются неполярными, и их работа (сопротивление, свечение, замыкание цепи) не зависит от направления протекающего через них тока, поэтому полярность подключения для них не важна.

4. Электрический ток по определению — это упорядоченное, направленное движение заряженных частиц. Внутри проводника свободные электроны действительно находятся в непрерывном движении, которое называется тепловым. Однако это движение хаотично: электроны движутся с большими скоростями в случайных направлениях, постоянно сталкиваясь друг с другом и с ионами кристаллической решетки. Из-за этой хаотичности в любой момент времени через любое поперечное сечение проводника в среднем проходит одинаковое количество электронов в одном направлении и в противоположном. В результате суммарный перенос заряда равен нулю. Чтобы возник электрический ток, необходимо создать в проводнике электрическое поле (например, подключив его к источнику напряжения). Под действием этого поля электроны, продолжая свое хаотичное тепловое движение, начинают смещаться (дрейфовать) в одном определенном направлении. Именно это упорядоченное движение и представляет собой электрический ток.

Ответ: Тепловое движение электронов хаотично и не имеет определенного направления, поэтому суммарный перенос заряда через любое сечение проводника равен нулю. Электрический ток — это упорядоченное, а не хаотичное движение зарядов.