Номер 4, страница 106 - гдз по физике 9 класс учебник Хижнякова, Синявина

Глава 3. Магнитное поле. Параграф 18. Сторонние силы. Вопросы - номер 4, страница 106.

Условие.

4. Объясните действие источника тока, используя аналогию с потоком жидкости, текущей в трубе.

Решение.

Для объяснения действия источника тока можно использовать гидравлическую аналогию, сравнивая электрическую цепь с замкнутой системой труб, по которым циркулирует жидкость, например, вода.

В этой аналогии электрический ток, то есть упорядоченное движение заряженных частиц (электронов), подобен потоку воды в трубе. Соответственно, проводник (металлический провод) выступает в роли трубы, а электрические заряды — в роли молекул воды. Чтобы вода начала течь по горизонтальной трубе, необходимо создать разность давлений между ее концами. Аналогично, для возникновения тока в проводнике нужна разность потенциалов, или напряжение. Элементы цепи, затрудняющие прохождение тока (резисторы), можно сравнить с узкими участками трубы или кранами, создающими гидравлическое сопротивление потоку воды.

Ключевую роль в этой системе играет источник тока (например, аккумулятор или батарейка), который является аналогом водяного насоса. Если система труб замкнута, то для поддержания непрерывного течения воды необходим насос. Насос совершает работу, перекачивая воду из области низкого давления в область высокого давления. За счет созданной разности давлений вода движется по остальной части замкнутого контура, например, вращая турбину (совершая работу), и возвращается обратно к насосу, где цикл повторяется.

Точно так же действует и источник тока. Внутри него действуют так называемые сторонние силы (например, химические силы в батарейке), которые совершают работу по разделению зарядов. Они перемещают заряды против направления действия электрического поля, создавая на полюсах источника избыток положительных зарядов на одном и избыток отрицательных на другом. Таким образом, источник создает и постоянно поддерживает между своими полюсами разность потенциалов (напряжение). Это напряжение и заставляет заряды двигаться по внешней электрической цепи, где они совершают полезную работу (например, заставляют светиться лампочку), после чего возвращаются к источнику для повторения цикла.

Таким образом, подобно насосу, который создает напор (разность давлений) для непрерывного течения воды, источник тока создает напряжение (разность потенциалов) для поддержания непрерывного электрического тока в цепи.

Ответ: Действие источника тока аналогично работе насоса в замкнутой гидравлической системе. Как насос создает разность давлений для обеспечения непрерывного потока воды, так и источник тока с помощью внутренних сторонних сил создает и поддерживает разность потенциалов (напряжение) для обеспечения непрерывного электрического тока в цепи.