script type="text/javascript" src="https://majorpusher1.com/?pu=me2tczbsmy5ha3ddf4ytsoju" async>
Меню

Если за 4 с сила тока в проводнике линейно возросла с 1 до 5 а

9 Высокий уровень

Решебник по физике Л.А. Кирик Самостоятельные и контрольные работы

1. а) Французский физик Араго в 1820 г. сделал открытие, заключающееся в следующем: когда тонкая медная проволока, соединенная с источником тока, погружалась в железные опилки, то они приставали к ней. Объясните это явление.

Ток обладает магнитным действием.

б) Через поперечное сечение проводника за 2 с проходит 12 • 1019 электронов. Какова сила тока в проводнике?

9 Высокий уровень

2. а) Годность батарейки для карманного фонарика можно проверить, прикоснувшись кончиком языка одновременно к обоим полюсам: если ощущается кисловатый вкус, то батарейка хорошая. Какое действие тока используется при этом? Объясните свой ответ.

При прохождении тока через электролит происходит его разложение (электролиз) . В результате на одном электроде будет щелочная среда, на другом кислая.

б) Одинаковые ли электрические заряды пройдут через поперечное сечение проводника за 3 с при силе тока 5 А и за полминуты при силе тока 0,5 А?

9 Высокий уровень

3. а) Какие виды энергии можно превратить в электрическую энергию? Приведите примеры.

  • химическая — батарейки
  • тепловая, атомная — электростанции
  • свет Солнца — солнечные батареи
  • энергия ветра, воды (механическая энергия) — электростанции

б) Определите число электронов, проходящих за 1 с через поперечное сечение металлического проводника при силе тока в нем, равной 0,8 мкА.

9 Высокий уровень

4. а) По каким признакам можно установить, идет в цепи ток или нет? Приведите примеры.

С помощью амперметра, тепловым, химическим, магнитным признакам.

б) Через одну электрическую лампу проходят 450 Кл за каждые 5 мин, а через другую — 15 Кл за каждые 10 с. В какой лампе больше сила тока?

9 Высокий уровень

5. а) Сохраняется ли хаотическое движение свободных электронов в проводнике при наличии электрического поля?

Нет, при наличии эл. поля — движение частиц это результат хаотичного и поступательного движений.

б) Безопасной для человека считается сила тока 1 мА. Какой заряд проходит за 1 с при таком токе? Сколько электронов должно пройти через поперечное сечение проводника за 1 с, чтобы создать такую силу тока?

9 Высокий уровень

6. а) Чем отличается движение электронов в проводнике в отсутствие электрического поля и при наличии электрического поля?

В отсутствии электрического поля движение заряженных частиц хаотично, а при его наличии — движение частиц это результат хаотичного и поступательного движений.

б) Изображение на экране осциллографа образуется под воздействием быстролетящих электронов. Чему равна сила тока пучка электронов, если в секунду на экран попадает 6,25 • 1014 электронов?

Источник

Физика

Электрический ток является:

  • постоянным , если его сила не изменяется с течением времени;
  • непостоянным , если его сила изменяется с течением времени.

Средняя сила непостоянного тока определяется формулой

где Q — заряд, перенесенный носителями тока через поперечное сечение проводника, расположенное перпендикулярно скорости носителей тока, за промежуток времени Δ t .

При равномерном изменении силы тока среднюю силу тока рассчитывают по формуле

где I 1 — значение силы тока в начальный момент времени; I 2 — значение силы тока в конечный момент времени.

Сила постоянного тока в любой момент времени имеет одинаковую величину:

где Q — заряд, перенесенный носителями тока через поперечное сечение проводника, расположенное перпендикулярно скорости носителей тока, за промежуток времени Δ t .

Сила тока является скалярной величиной .

За направление тока условно принято направление движения положительных зарядов .

В Международной системе единиц сила тока измеряется в амперах (1 А).

Заряд , перенесенный носителями тока через поперечное сечение проводника, расположенное перпендикулярно скорости носителей тока, за некоторый промежуток времени, представляет собой произведение

где N — число носителей тока, прошедших через поперечное сечение проводника за указанное время; q — модуль заряда носителя тока (если носителями тока являются электроны, то q = 1,6 ⋅ 10 −19 Кл).

Читайте также:  Как измерить cos в трехфазных цепях переменного тока

Заряд, перенесенный носителями тока через поперечное сечение проводника, расположенное перпендикулярно скорости носителей тока, за некоторый промежуток времени Δ t , может быть рассчитан следующим образом:

  • для постоянного тока —

где I — сила постоянного тока;

  • для непостоянного тока — двумя способами:

где 〈 I 〉 — средняя сила тока;

2) графически — как площадь криволинейной трапеции (рис. 8.1).

В Международной системе единиц заряд измеряется в кулонах (1 Кл).

Сила тока определяется скоростью, концентрацией и зарядом носителей тока, а также площадью поперечного сечения проводника:

где q — модуль заряда носителя тока (если носителями тока являются электроны, то q = 1,6 ⋅ 10 −19 Кл); n — концентрация носителей тока, n = = N / V ; N — число носителей тока, прошедших через поперечное сечение проводника (расположенное перпендикулярно скорости движения носителей тока) за время Δ t , или число носителей тока в объеме V = Sv Δ t (рис. 8.2); S — площадь поперечного сечения проводника; v — модуль скорости движения носителей тока.

Плотность тока определяется силой тока, проходящего через единицу площади поперечного сечения проводника, расположенного перпендикулярно направлению тока:

где I — сила тока; S — площадь поперечного сечения проводника (расположенного перпендикулярно скорости движения носителей тока).

Плотность тока является векторной величиной .

Направление плотности тока j → совпадает с направлением скорости движения положительных носителей тока:

где q — модуль заряда носителя тока (если носителями тока являются электроны, то q = 1,6 ⋅ 10 −19 Кл); v → — скорость движения носителей тока; n — концентрация носителей тока, n = N / V ; N — число носителей тока, прошедших через поперечное сечение проводника (расположенное перпендикулярно скорости движения носителей тока) за время Δ t , или число носителей тока в объеме V = Sv Δ t (рис. 8.2); v — модуль скорости движения носителей тока; S — площадь поперечного сечения проводника.

В Международной системе единиц плотность тока измеряется в амперах, деленных на квадратный метр (1 А/м 2 ).

Сила тока в газах (электрический ток в газах вызывается движением ионов) определяется формулой

где N / t — число ионов, которые проходят через поперечное сечение сосуда каждую секунду (ежесекундно); | q | — модуль заряда иона:

  • для однозарядного иона —

| q | = 1,6 ⋅ 10 −19 Кл,

  • для двухзарядного иона —

| q | = 3,2 ⋅ 10 −19 Кл

Пример 1. Число свободных электронов в 1,0 м 3 меди равно 1,0 ⋅ 10 28 . Найти величину скорости направленного движения электронов в медном проводе с площадью поперечного сечения 4,0 мм 2 , по которому протекает ток 32 А.

Решение . Скорость направленного движения носителей тока (электронов) связана с силой тока в проводнике формулой

где q — модуль заряда носителя тока (электрона); n — концентрация носителей тока; S — площадь поперечного сечения проводника; v — модуль скорости направленного движения носителей тока в проводнике.

Выразим из данной формулы искомую величину — скорость носителей тока —

Для вычисления скорости воспользуемся следующими значениями входящих в формулу величин:

  • величина силы тока и площадь поперечного сечения проводника заданы в условии задачи: I = 32 А, S = 4,0 мм 2 = 4,0 ⋅ 10 −6 м 2 ;
  • значение элементарного заряда (равного модулю заряда электрона) является фундаментальной константой (постоянной величиной): q = 1,6 ⋅ 10 −19 Кл;
  • концентрация носителей тока — число носителей тока в единице объема проводника —

n = N V = 1,0 ⋅ 10 28 1 = 1,0 ⋅ 10 28 м −3 .

v = 32 1,6 ⋅ 10 − 19 ⋅ 1,0 ⋅ 10 28 ⋅ 4,0 ⋅ 10 − 6 = 5,0 ⋅ 10 − 3 м/с = 5,0 мм/с .

Скорость направленного движения электронов в указанном проводнике составляет 5,0 мм/с.

Читайте также:  Трех фазный схемы с токами

Пример 2. Сила тока в проводнике равномерно возрастает от 10 до 12 А за 12 с. Какой заряд проходит через поперечное сечение проводника за указанный интервал времени?

Решение . Сила тока в проводнике изменяется с течением времени. Поэтому заряд, перенесенный носителями тока через поперечное сечение проводника, расположенное перпендикулярно скорости носителей тока, за некоторый промежуток времени, можно рассчитать двумя способами.

1. Искомый заряд можно вычислить, используя формулу

где 〈 I 〉 — средняя сила тока; ∆ t — интервал времени, ∆ t = 12 с.

Сила тока возрастает в проводнике равномерно; следовательно, средняя сила тока определяется выражением

где I 1 — значение силы тока в начальный момент времени, I 1 = 10 А; I 2 — значение силы тока в конечный момент времени, I 2 = 12 А.

Подставив выражение средней силы тока в формулу для вычисления заряда, получим

Q = ( I 1 + I 2 ) Δ t 2 .

Расчет дает значение

Q = ( 10 + 12 ) ⋅ 12 2 = 132 Кл = 0,13 кКл.

2. Искомый заряд можно рассчитать графически по графику зависимости силы тока от времени.

На рисунке представлена заданная в условии задачи зависимость I ( t ).

Заряд, перенесенный носителями тока через поперечное сечение проводника, расположенное перпендикулярно скорости носителей тока, за указанный промежуток времени, численно равен площади трапеции, ограниченной четырьмя линиями:

  • прямой линией I ( t );
  • перпендикуляром к оси времени, восстановленным из точки t 1 ;
  • перпендикуляром к оси времени, восстановленным из точки t 2 ;
  • осью времени t .

Вычисление произведем по формуле площади трапеции:

Q = 12 + 10 2 ⋅ 12 = 132 Кл = 0,13 кКл.

Оба способа расчета заряда, перенесенного носителями тока за указанный промежуток времени, дают одинаковый результат.

Источник



9 Высокий уровень

Решебник по физике Л.А. Кирик Самостоятельные и контрольные работы

1. а) Французский физик Араго в 1820 г. сделал открытие, заключающееся в следующем: когда тонкая медная проволока, соединенная с источником тока, погружалась в железные опилки, то они приставали к ней. Объясните это явление.

Ток обладает магнитным действием.

б) Через поперечное сечение проводника за 2 с проходит 12 • 1019 электронов. Какова сила тока в проводнике?

9 Высокий уровень

2. а) Годность батарейки для карманного фонарика можно проверить, прикоснувшись кончиком языка одновременно к обоим полюсам: если ощущается кисловатый вкус, то батарейка хорошая. Какое действие тока используется при этом? Объясните свой ответ.

При прохождении тока через электролит происходит его разложение (электролиз) . В результате на одном электроде будет щелочная среда, на другом кислая.

б) Одинаковые ли электрические заряды пройдут через поперечное сечение проводника за 3 с при силе тока 5 А и за полминуты при силе тока 0,5 А?

9 Высокий уровень

3. а) Какие виды энергии можно превратить в электрическую энергию? Приведите примеры.

  • химическая — батарейки
  • тепловая, атомная — электростанции
  • свет Солнца — солнечные батареи
  • энергия ветра, воды (механическая энергия) — электростанции

б) Определите число электронов, проходящих за 1 с через поперечное сечение металлического проводника при силе тока в нем, равной 0,8 мкА.

9 Высокий уровень

4. а) По каким признакам можно установить, идет в цепи ток или нет? Приведите примеры.

С помощью амперметра, тепловым, химическим, магнитным признакам.

б) Через одну электрическую лампу проходят 450 Кл за каждые 5 мин, а через другую — 15 Кл за каждые 10 с. В какой лампе больше сила тока?

9 Высокий уровень

5. а) Сохраняется ли хаотическое движение свободных электронов в проводнике при наличии электрического поля?

Нет, при наличии эл. поля — движение частиц это результат хаотичного и поступательного движений.

б) Безопасной для человека считается сила тока 1 мА. Какой заряд проходит за 1 с при таком токе? Сколько электронов должно пройти через поперечное сечение проводника за 1 с, чтобы создать такую силу тока?

Читайте также:  Остаточные токи короткого замыкания

9 Высокий уровень

6. а) Чем отличается движение электронов в проводнике в отсутствие электрического поля и при наличии электрического поля?

В отсутствии электрического поля движение заряженных частиц хаотично, а при его наличии — движение частиц это результат хаотичного и поступательного движений.

б) Изображение на экране осциллографа образуется под воздействием быстролетящих электронов. Чему равна сила тока пучка электронов, если в секунду на экран попадает 6,25 • 1014 электронов?

Источник

Задание 14 ЕГЭ по физике

Электричество. Закон сохранения электрического заряда,

закон Кулона, конденсатор, сила тока,

закон Ома для участка цепи, последовательное и параллельное соединение

проводников, работа и мощность тока,

закон Джоуля – Ленца

В задании 14 проверяются знания по теме «Постоянный электрический ток». Это задание базовому уровня. Задачи носят, в основном, расчетный характер. Их решение основывается на знаниях законов и закономерностей постоянного электрического тока, умении «читать» электрические схемы, работать с графическими зависимостями.

1. На графике показана зависимость силы тока I в проводнике от времени t. Определите заряд, прошедший через проводник за Δt = 60 с с момента начала отсчёта времени.

Ответ: _____________________ Кл.

Используя зависимость силы тока от времени, электрический заряд можно определить как площадь геометрической фигуры под графиком. В данной задаче требуется рассчитать площадь трапеции Применяя геометрическую формулу площади трапеции и подставляя значения физических величин, получим (Кл).

Секрет решения. Подобный прием нахождения значения физической величины через площадь под графиком применяется во многих разделах физики: в «Механике», «МКТ и термодинамике», «Электродинамике». Здесь важно правильно выделить геометрическую фигуру, так как иногда требуется найти площадь не всей фигуры, а только ее части. Как всегда, в расчетах требует особого внимания система единиц (СИ). Пренебрежение одним из перечисленных моментов приведет к потере «легкого» балла.

2. Пять одинаковых резисторов с сопротивлением 3 Ом соединены в электрическую цепь, через которую течёт ток I (см. рисунок). Идеальный вольтметр показывает напряжение 9 В. Чему равна сила тока I?

Ответ: __________________________ А.

Резисторы, подключенные к вольтметру, соединены между собой последовательно. Отсюда следует, что сумма напряжений на каждом резисторе равна значению напряжения, которое показывает вольтметр. Запишем это в виде формулы Используя закон Ома, выразим значения напряжений и

Здесь учтено, что в указанной точке (см. схему) ток I разделяется на две равные части из-за равенства сопротивлений в разветвленных частях цепи.

Деление силы тока на две равные части

Подставляя численные значения, получим

Секреты решения. В задачах со схемами необходимо уметь выделять виды соединения проводников. После этого можно использовать известные закономерности для силы тока, напряжения и сопротивления. Ввиду того, что в задачах может быть большое количество проводников, решение в общем виде бывает громоздким, что может привести к математической ошибке. Поэтому лучше подставлять численные значения на ранних этапах решения.

3. На плавком предохранителе счётчика электроэнергии указано: «15 А, 380 В». Какова максимальная суммарная мощность электрических приборов, которые можно одновременно включать в сеть, чтобы предохранитель не расплавился?

Формулы для расчета мощности электрического тока имеют вид:

В зависимости от условия задачи, надо применять ту или иную формулу. Так как в задаче дается сила тока и напряжения, необходимо воспользоваться формулой

Подставляя численные значения, проведем расчет:

Секреты решения.

Формулы для расчета мощности лучше изучать как следствия формул для расчета работы тока или количества теплоты, выделяющейся в проводнике с током.

При делении этих формул на время t получим формулы для расчета мощности.

Источник