Номер 5, страница 110 - гдз по физике 9 класс учебник Хижнякова, Синявина

Глава 3. Магнитное поле. Параграф 19. Электродвижущая сила. Задания и упражнения - номер 5, страница 110.

Условие.

5. Изобразите простейшую электрическую цепь, состоящую из гальванического элемента (или аккумулятора), лампочки накаливания, соединительных проводов. Выберите направление обхода контура и найдите знак ЭДС. Как можно изменить знак ЭДС?

Решение.

Схема простейшей электрической цепи

Простейшая электрическая цепь, о которой идет речь, представляет собой замкнутый контур. Он включает в себя:

1. Источник ЭДС – гальванический элемент или аккумулятор. На схемах обозначается двумя параллельными чертами разной длины. Длинная черта соответствует положительному полюсу (+), а короткая и жирная – отрицательному (–).

2. Нагрузка – лампочка накаливания. На схемах изображается в виде круга с перекрещивающимися линиями внутри (×).

3. Соединительные провода – изображаются сплошными линиями. Они соединяют полюсы источника с выводами лампочки, замыкая цепь.

Схематически это выглядит как последовательное соединение источника и лампочки.

Выбор направления обхода контура и знак ЭДС

При расчете цепей по второму правилу Кирхгофа ($ \sum \mathcal{E}_k = \sum I_k R_k $) необходимо выбрать условное направление обхода замкнутого контура. Это направление может быть выбрано произвольно: по часовой стрелке или против часовой стрелки.

Знак электродвижущей силы (ЭДС) источника, $ \mathcal{E} $, в уравнении зависит от выбранного направления обхода:

• ЭДС считается положительной ($ + \mathcal{E} $), если направление обхода проходит внутри источника от его отрицательного полюса к положительному (от «–» к «+»).

• ЭДС считается отрицательной ($ - \mathcal{E} $), если направление обхода проходит внутри источника от его положительного полюса к отрицательному (от «+» к «–»).

Например, если мы выберем направление обхода контура по часовой стрелке, а источник подключен так, что ток в нем течет от отрицательного полюса к положительному (что соответствует нашему направлению обхода), то его ЭДС будет иметь положительный знак.

Ответ: Знак ЭДС зависит от выбранного направления обхода контура. Если выбрать направление обхода так, что оно совпадает с направлением действия сторонних сил внутри источника (от «–» к «+»), то знак ЭДС будет положительным.

Как можно изменить знак ЭДС?

Так как знак ЭДС в уравнении для контура является условной величиной, его можно изменить двумя способами:

1. Изменить направление обхода контура на противоположное. Если при обходе по часовой стрелке ЭДС была положительной, то при обходе этого же контура против часовой стрелки она станет отрицательной, и наоборот.

2. Изменить полярность включения источника тока. Не меняя направления обхода, можно поменять местами выводы гальванического элемента в цепи. Это приведет к изменению знака его ЭДС в уравнении на противоположный.

Ответ: Знак ЭДС можно изменить, выбрав противоположное направление обхода контура или изменив полярность подключения источника тока в цепи.