Вопрос 2.

Даже самая простая электрическая цепь состоит из нескольких приборов и устройств. На рисунке 18.4 приведена схема электрической цепи, состоящей из источника тока, амперметра, реостата, лампы и ключа. Электрические заряды последовательно проходят от источника тока к ключу, лампе, реостату и амперметру, т. е. через все проводники, составляющие цепь. Такое соединение приборов называется последовательным.

Последовательное соединение находит широкое применение в технике. Например, электрический звонок включается последовательно с кнопкой, поэтому звонок звенит только тогда, когда кнопка нажата, т. е. цепь замкнута. Электрический выключатель включается последовательно с тем прибором, который он должен включать и выключать: лампочкой, электромотором и т. д. Лампочки в елочной гирлянде включаются также последовательно.

Рис. Последовательное соединение сопротивлений

Сила тока в цепи с последовательным соединением проводников всюду одна и та же. Если бы это было не так, то электрические заряды где-то должны были бы исчезать, а в другом месте возникать, что противоречит закону сохранения электрического заряда. Поскольку электрический заряд в этом случае не накапливается (постоянный ток), то при любом сечении проводника за определенный интервал времени проходит один и тот же заряд. Из этого вытекает, что сила тока в обоих резисторах равная: I = I1 = I2=... I n Данное явление похоже на то, что происходит в водопроводной сети. Сколько воды протечет в одном месте, столько же должно протечь и в другом. Согласно закону Ома, для всего участка цепи и для каждого резистора в отдельности полное сопротивление цепи будет равно сумме сопротивлений отдельных участков. R = R1 + R2 ... + R n Общее напряжение при последовательном соединении проводников равно сумме напряжений на всех участках цепи. Если бы у нас было включено n приборов, то U = U1 + U2 + ... +Un. В случае последовательного соединения проводников напряжения и сопротивления можно выразить соотношением: U1/U2 = R1/R2

Билет 10.

Вопрос 1.

Известен ряд научных фактов, свидетельствующих о том, что в результате взаимодействия тела приобретают способность притягивать к себе мелкие предметы.

Электризация – это явления,  в которых тела приобретают свойства притягивать другие тела.

В    электризации    всегда    участвуют    два    тела.    При    этом электризуются оба тела.

Условия возникновения явления: 1. Соприкосновение тел 2. Последующее разделение. Тела трут друг о друга лишь для того, чтобы увеличить площадь их соприкосновения. В электризации всегда участвуют два тела, причем оба электризуются в равной степени. Например, стеклянная палочка, потертая о шелк или эбонитовая - о шерсть, приобретают свойство действовать с некоторой силой на бумажки, легкие металлические гильзы, струйки воды и даже на подвешенный за середину массивный металлический стержень. Степень наэлектризованности тела характеризуется зарядом.

Как объяснить тот факт, что тела, не имевшие ранее электрических зарядов, в результате тесного контакта друг с другом их приобретают? Разумно предположить, что заряды существуют внутри тел и лишь каким -то образом перераспределяются между ними. Все тела состоят из атомов. Атомы состоят из еще более малых частиц трех видов. В центре атома имеется ядро, образованное протонами и нейтронами. Вокруг ядра быстро движутся электроны, образуя так называемые электронные облака.  Электроны являются отрицательно заряженными частицами, протоны – положительно заряженными. В обычном состоянии атом электрически нейтрален, т.к. заряд всех протонов в ядре равен заряду электронов на орбитах. Трением, нагреванием или ударом с внешней орбиты атома можно отнять(или присоединить) один или несколько электронов, что в свою очередь нарушит электрическое равновесие ,превратив атом в ион.. Если ион содержит отрицательных частиц больше, чем положительных, то такой ион называют отрицательным. В противоположном случае ион называют положительным.  Электрический заряд поддается делению на порции. Однако американский физик Р. Милликен опытами установил, что заряд любого тела можно делить не бесконечно. Существует наименьшая порция заряда – элементарный заряд: 1,6б*10^-19 Кл. Заряд никакого тела не может быть меньше этой величины.

Механизм электризации: перераспределение - электронов между телами. Электрический заряд можно передать от одного тела к другому. Чем больше тело, которому передают заряд, тем большая часть заряда на него перейдет. На этом основано заземление-передача заряда ЗЕМЛЕ, которая по размерам превосходит все тела, находящиеся на ней.

Электризация тел, т. е. возникновение в них электрического состояния, происходит при чрезвычайно разнообразных процессах, совершаемых с этими телами.

Почти всякое механическое действие, производимое с твердым телом, как, напр., трение об это тело или надавливание на него другого тела, скобление, раскалывание, сопровождается развитием электричества. Так же точно электризуются тела при многих химических действиях; некоторые вещества электризуются при отвердевании; некоторые соли весьма сильно электризуются при своем выкристаллизовании из растворов. Является электричество и в жидкостях при трении этих жидкостей о твердые тела и даже при трении их о некоторые другие жидкости. Наконец, даже простое соприкосновение двух каких-либо разнородных тел, все равно, будут ли эти тела твердые или жидкие, вызывает в обоих этих телах электрическое состояние. Во всех приведенных случаях причиной Э. тел является одно и то же, а именно прикосновение, контакт разнородных тел. Первый- Александро Вольта своими опытами, произведенными в самые последние годы XVIII в., доказал, что при прикосновении друг с другом двух каких-либо проводящих электричество тел, но непременно отличающихся одно от другого по химическому составу, происходит Э. обоих этих тел, причем одно из них заряжается положительным электричеством, другое - отрицательным. Количества двух этих противоположных электричеств, являющихся на соприкасающихся телах, равны между собой. Вольта нашел, что металлы и другие твердые проводники, не подвергающиеся, как скажем теперь, электролизу, т. е. не разлагающиеся на химически составные части при прохождении через них электрического тока (проводники первого класса), по своей способности электризоваться при контакте могут быть расположены в известной последовательности (ряд Вольты) - так, что всякое тело при прикосновении с любым из тел, стоящих в этом ряду дальше, электризуется положительно и при прикосновении с любым из тел, ему предшествующих, электризуется отрицательно.

Существуют два рода электрических зарядов: положительные и отрицательные.

Условились считать: заряд, полученный на стекле, потертом о шелк, положительным, а заряд, полученный на эбоните, потертом о шерсть, отрицательным.

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ЗАРЯЖЕННЫХ ТЕЛ

Наэлектризованные тела взаимодействуют друг с другом:

тела, имеющие электрические заряды одинакового знака, взаимно отталкиваются. а тела, имеющие заряды противоположного знака, взаимно притягиваются.

Существуют две близкие разновидности приборов для обнаружения электрических зарядов: электроскоп или электрометр.

Электроскоп состоит из металлического стержня, пропущенного через диэлектрическую пробку,   и подвешенных к нему двух лепестков из металлической фольги.  При прикосновении к  стержню  заряженным  телом   листочки оказываются одноименно заряженными и   отклоняются друг от друга.

В электрометре к металлическому стержню подсоединена металлическая стрелка, которая может свободно вращаться. При прикосновении к стержню заряженным телом стрелка получает заряд такого же знака и пытается оттолкнуться от одноименно заряженного стержня, указывая на измерительной шкале величину заряда.

По величине угла расхождения лепестков электроскопа или по углу отклонения стрелки электрометра можно судить о величине электрического заряда.

Заряженный электроскоп позволяет обнаружить зарядом какого знака наэлектризовано тело.