Закони постійного струму.
Чи можна стверджувати, (спираючись на закон Ома), що опір провідника прямо пропорційний напрузі та обернено пропорційний силі струму?
Як показує практика, при замиканні електричних кіл увімкнені в них лампочки засвічуються вмить. З якою швидкістю поширюється електричний струм по проводах та з якою швидкістю рухаються носії електричного струму?
Яку властивість провідника характеризує електричний опір?
Зобразіть графічно закон Ома. Як називається такий графік? Які межі застосування даного закону?
Закон Ома для ділянки кола записують переважно у вигляді
.
Сформулюйте цей закон до іншої форми
його запису
.Як вмикають у коло амперметр? Як вмикають у коло вольтметр? Яким повинен бути опір приладу, порівняно з опором всього кола?
Чому спіраль електроплитки чи лампи розжарення нагрівається до свічення, а температура підвідних дротів залишається майже незмінною?
Іноді спостерігається сильне нагрівання вимикачів, штепсельних розеток, місць з’єднання провідників, тощо. Коли це відбувається і до яких наслідків може призвести це явище?
При вмиканні електроплитки в мережу на тривалий час, електроенергія споживається неперервно, але температура нагрівного елемента не зростає безмежно. Чому?
Електролічильник фіксує значення спожитої електроенергії в кіловат-годинах. Скільком джоулям відповідає 1 кВт
год
?Як зміниться теплова віддача електроплитки, якщо скоротити довжину її спіралі?
Чи вірний вислів „Електричний струм – це впорядкований рух електронів”?
Дротину зігнули посередині і кінці з’єднали. Як зміниться опір дротини?
Я
ке
вмикання реостату краще?
Накреслити схему вмикання амперметра і вольтметра. Пояснити.
Як виміряти напругу 20 В маючи вольтметр на 6 В? Зобразити схему.
Як виміряти силу струму 10 А, маючи амперметр на 1 А? Зобразити схему.
Як дослідним шляхом відрізнити провідники від діелектриків?
Які дії електричного струму ви знаєте?
Два різнойменно заряджені тіла сполучені провідником. В який бік рухаються заряди? Який напрям струму?
Н
амалюйте
включення амперметрів і
вольтметрів для вимірювання сили струму
і напруги в кожному резисторі
Визначити опір в кожному випадку. Всі резистори по 1 Ом.
Я
к
треба ввімкнути п’ять однакових
резисторів, щоб отримати найбільшу
кількість теплоти за 1 хв?Яка з однакових ламп горить яскравіше?
Яке призначення кожного елементу в електричному колі? Зобразіть схематично: лампочку, вимикач, реостат, джерело струму, амперметр, вольтметр.
Домашня контрольна робота.
Якої довжини треба взяти залізний провід перерізом 2 мм², щоб її опір був таким же, як і опір алюмінієвої дротини довжиною 1 км і перерізом 4 мм²?
Гальванометр має опір 200 Ом і при силі струму 100 мкА стрілка відхиляється на всю шкалу. Як зробити вольтметр на 2 В?
Г
альванометр
має опір 200 Ом і при силі струму 100 мкА
стрілка відхиляється на всю шкалу. Як
зробити амперметр на 2 А?Амперметр А показує 1,6 А при напрузі
120 В. Опір R1=100 Ом. Визначити R2 і покази
А1 і А2.
Визначити розподіл струмів і напруг. Всі
резистори по 2 Ом.
В електроплитці на 220 В є дві спіралі по 120 Ом кожна. Визначити потужність для: однієї спіралі; двох послідовно сполучених; двох паралельно сполучених.
В нагрівальному елементі електричного чайника сила струму 4А при напрузі 120В. Визначити опір елементу і питомий опір матеріалу, якщо поперечний переріз проводу 0,24 мм², довжина обмотки 19 м.
На одній лампі написано 40 Вт 220 В, на іншій – 100 Вт 220 В. Порівняти потужності цих ламп при: паралельному сполученні; при послідовному сполученні.
При ремонті електричної плитки спіраль вкоротили на 0,1 її довжини. Як при цьому змінилася потужність плитки?
Якої довжини треба взяти нікелінову дротину перерізом 0,84 мм², щоб виготовити нагрівник на 220 В з допомогою якого можна було б нагріти 2 л води від 20° С до кипіння за 10 хв при ККД 80%?
З
дроту, одиниця довжини якого має опір
R склали
контур. Визначити загальний опір.
Залізна і мідна дротина рівні за довжиною і масою, з’єднані послідовно і ввімкнені в коло. Визначити відношення кількості теплоти, що виділяється в цих провідниках.
При підключенні лампи до батареї елементів з ЕРС 4,5 В, вольтметр показав напругу на лампочці 4 В, а амперметр – силу струму 0,25 А. Який внутрішній опір джерела струму?
В провіднику опором 2 Ом, приєднаному до елементу з ЕРС 1,1 Ом, сила струму рівна 0,5 А. Який струм короткого замикання?
Який струм протікає через резистор опором 15 Ом, який приєднано до батареї з 4 4 елемента з ЕРС 1,1 В та внутрішнім опором 0,2 Ом кожного джерела?
В изначити загальний опір.
Якої довжини треба взяти залізний провід перерізом 2 мм², щоб її опір був таким же, як і опір алюмінієвої дротини довжиною 1 км і перерізом 4 мм²?
Гальванометр має опір 200 Ом і при силі струму 100 мкА стрілка відхиляється на всю шкалу. Як зробити вольтметр на 2 В?
Г
альванометр
має опір 200 Ом і при силі струму 100 мкА
стрілка відхиляється на всю шкалу. Як
зробити амперметр на 2 А?Амперметр А показує 1,6 А при
напрузі 120 В. Опір R1=100 Ом. Визначити
R2 і покази А1 і А2.
Визначити розподіл струмів і напруг.
Всі резистори по 2 Ом.
В електроплитці на 220 В є дві спіралі по 120 Ом кожна. Визначити потужність для: однієї спіралі; двох послідовно сполучених; двох паралельно сполучених.
В нагрівальному елементі електричного чайника сила струму 4А при напрузі 120В. Визначити опір елементу і питомий опір матеріалу, якщо поперечний переріз проводу 0,24 мм², довжина обмотки 19 м.
На одній лампі написано 40 Вт 220 В, на іншій – 100 Вт 220 В. Порівняти потужності цих ламп при: паралельному сполученні; при послідовному сполученні.
При ремонті електричної плитки спіраль вкоротили на 0,1 її довжини. Як при цьому змінилася потужність плитки?
Якої довжини треба взяти нікелінову дротину перерізом 0,84 мм², щоб виготовити нагрівник на 220 В з допомогою якого можна було б нагріти 2 л води від 20° С до кипіння за 10 хв при ККД 80%?
В
изначити
опір.
З
дроту, одиниця довжини якого має опір
R склали
контур. Визначити загальний опір.
Залізна і мідна дротина рівні за довжиною і масою, з’єднані послідовно і ввімкнені в коло. Визначити відношення кількості теплоти, що виділяється в цих провідниках.
Електричний струм в різних середовищах.
Електричний струм в різних середовищах.
Чи справджується закон Ома для електролітів?
На які іони розпадаються (дисоціюють) нейтральні молекули CuSO4 , Н2 SO4, NaCl, AgNO3 .
За яких умов відбувається явище термоелектронної емісії? На подолання яких сил виконується робота виходу електрона з металу? Які характеристики повинні мати матеріали, що використовуються для виготовлення катода?
За рахунок чого можна збільшити силу струму насичення у вакуумному діоді?
Якими способами можна іонізувати газ? Що є носіями вільних зарядів в іонізованому газі?
Порівняйте умови і характерні особливості самостійного розряду в газі: електрична дуга і іскра.
Чому електропровідність розріджених газів більша ніж тих же газів при нормальному тиску?
Яку домішку треба додати, щоб переважала провідність n-типу?
Порівняйте фізичні процеси, які лежать в основі дії вакуумних і напівпровідникових діодів.
Чому прямий струм в p-n переході значно більший зворотного?
Чому при високій задимленості в містах сталеві конструкції розрушаться значно швидше, ніж в сільській місцевості?
Як покрити шаром металу непровідні деталі (гіпс, дерево)...
Які заклепки кращі для з'єднання алюмінієвих деталей: мідні, чи алюмінієві? (Деталь буде працювати у воді).
Чому проводи ЛЕП не вкривають оболонкою?
Чому, практично, не відомі випадки, щоб блискавка ударяла в громовідвід?
Напруга в 40 – 50 В, підтримує дуговий розряд в газовому проміжку. Іскровий розряд в тому ж проміжку потребує напруги в декілька тисяч вольт. Чому?
Е
лектроди
в формі диска і загостреного стержня
розташовані на деякій відстані один
від одного. До яких полюсів необхідно
під єднати ці електроди до джерела
струму, для того щоб пробій повітряного
проміжку відбувся при меншій різниці
потенціалів між електродами?Якими носіями створюється електричний струм у вакуумі?
Чому при кімнатній температурі вільні електрони не можуть покинути метал?
В чому полягає основна властивість вакуумного діода?
Як можна збільшити яскравість свічення електронно-променевої трубки?
Перерахуйте основні властивості електронних променів.
Які дії електричного струму спостерігаються при пропусканні електричного струму через вакуум?
На малюнку представлено схематичне зображення вакуумного діоду. Назвати
кожний з елементів.
В
ідомо,
що розжарені тіла випромінюють електрони
(термоелектронна емісія). Чому ж тоді
не можна виявити електрони в кімнаті,
в якій світяться лампи розжарення?
Чи взаємодіють два паралельних провідники, по яких протікає струм, і два паралельних пучка електронів? Якщо взаємодіють, то яка причина цієї взаємодії?
На малюнку представлено вольтамперну характеристику
вакуумного діода. Що означає горизонтальна ділянка графіку?
Що є носіями електричного струпу в напівпровідниках?
Дати означення напівпровідників.
Чи пропускав би струм чистий напівпровідник при температурі абсолютного нуля?
Як зміниться відповідь на попереднє питання для напівпровідників з домішками?
Чому для виготовлення напівпровідникових елементів необхідно використовувати майже абсолютно хімічно чисті речовини?
Скільки напрямів струму у напівпровіднику?
Як позначається введення домішок третьої групи в германій на його провідність?
Намалюйте найпростішу схему пристрою для температурної сигналізації з використанням терморезистора. Де її можна застосувати?
Що таке “донорна домішка” і “акцепторна домішка”?
Що є носіями електричного струму у газах?
Чи можна застосувати закон Ома до струму у газах?
Чому заряджений електроскоп самостійно поступово розряджається?
Як можна розрядити електроскоп не доторкаючись до нього?
Якими способами можна збільшити силу струму при проходженні його через газ?
Які дії електричного струму проявляються при проходженні струму через гази?
Чим відрізняються самостійний та несамостійний розряди в газах?
Чи може несамостійний розряд перейти в самостійний?
За технічними вимогами до проектування високовольтних ліній електропередач, провідники повинні мати досить великий діаметр, тим більший, чим вища напруга. Чому?
Якими носіями електричного заряду створюється електричний струм у електролітах?
У водних розчинах солей, кислот і лугів утворюються позитивні і негативні іони. Чи заряджений при цьому електроліт?
Дві електролітичні ванни з різною концентрацією однакового електроліту з'єднано послідовно. Що можна сказати про масу речовини, яка виділяється на електродах?
Як зміниться відповідь на попереднє питання, у випадку паралельного ввімкнення ванн?
Є три електролітичні ванни з різною концентрацією того самого електроліту. Відбувається електроліз, що супроводжується розчиненням аноду. Що можна сказати про кількість речовини, яка виділяється на катодах, коли ванни з'єднано паралельно?
Як зміниться відповідь, якщо в попередній задачі ванни сполучити послідовно?
Чи можна на основі законів Фарадея зробити висновок, що для електролітичного виділення однакової кількості речовини потрібно витратити рівні кількості електроенергії?
Як довго буде тривати електроліз сульфату міді, при використанні вугільних електродів?
Я
кі
дії електричного струму спостерігаються
при протіканні електричного струму
через розчин електроліту?Площі електродів А, В, С однакові. Чи однакова маса міді виділиться на них,
якщо інші умови однакові?
Який фізичний зміст електрохімічного еквіваленту?
Сила струму у колі електролітичної ванни змінюється
з часом так, як показано на графіку. Як можна пояснити таку зміну?
Що спільного між основними положеннями молекулярно - кінетичної теорії газів та електронною теорією провідності металів?
В чому відмінності цих теорій?
Яку ще теорію провідності ви знаєте?
В процесі руху електрони стикаються не між собою, а з іонами у вузлах кристалічної ґратки. Звідкіля ці іони там взялися?
Як електронна теорія пояснює природу електричного опору?
Електрони в металах приймають участь в двох рухах: тепловому (хаотичному) і під дією електричного поля (впорядкованому). Яким є результуючий рух? Швидкість якого більша?
Який фізичний зміст температурного коефіцієнту опору?
В чому перевага термометру опору над іншими термометрами?
Домашня контрольна робота.
Батарея гальванічних елементів (E=0,9 В, r=0,6 Ом) складається з 30 елементів, сполучених в три однакових паралельних групи. Яка кількість двовалентної міді виділиться за 5 хвилин? Опір ванни 205 Ом, атомна маса міді 63,57.
Нікелювання металевого виробу з поверхнею 120 см² тривало 5 год при силі струму 0,3 А. Визначити товщину шару нікелю. Атомна маса нікелю 58,7. Валентність нікелю 2, густина нікелю 8800 кг/м³.
Який струм повинен проходити через електроліт, щоб за 1 хвилину розклався 1 г води? Який об’єм гримучого газу при цьому виділяється при Н.У.?
Яка затрата електричної енергії на отримання 1 кг алюмінію, якщо електроліз проходить при напрузі 10В, ККД установки 80%? Атомна маса 27, валентність 3.
При електролізі води через ванну протекло 1000Кл. Яка температура кисню, що виділяється, якщо він знаходиться в об’ємі 0,25 л під тиском мм рт. ст..?
Потенціал іонізації атома ртуті 10,4 В. Якою найменшою швидкістю володіє електрон, щоб іонізувати атом ртуті при ударі?
Плоский конденсатор приєднаний до джерела напруги 60 кВ. При якій відстані між пластинами відбудеться пробій, якщо ударна іонізація повітря відбувається при напруженості 6кВ/м?
Завдання для «продвинутих»
Підготувати повідомлення про електричні явища в природі та техніці.
Підготувати комп’ютерну презентацію з будь-якого питання теми.
Підготувати публікацію з будь-якого питання теми.
Розрахувати витрати електроенергії в побуті; розробити рекомендації по економії електроенергії в побуті та ліцеї.
Виготовити електроскоп.
Придумати завдання самостійно.
Виконати завдання 17 практично.
Магнітні явища.
Як можна намагнітити сталевий стержень?
Назвати основні частини гальванометра і пояснити їх призначення.
Зобразити розташування магнітних ліній навколо провідника, розміщеного горизонтально (показати два вигляди – фас та профіль).
Як змінюються магнітні властивості при русі від полюса до полюса?
З
образити
розташування магнітних ліній, якщо три
магніти розташовані поряд.
Якими способами можна виявити по якому з провідників тече струм?
Які явища вказують на існування магнітного поля Землі?
Як просто розділити чорні і кольорові метали?
Що є основною частиною електромагнітного реле і як реле діє?
Як можна підсилити дію магнітного поля котушки зі струмом на магнітну стрілку?
Яке призначення колектора електродвигуна?
Зобразіть схему кола з електромагнітним реле для ввімкнення якоїсь сигналізації на відстані.
Як створити електромагніт? В яких приладах використовують електромагніти?
Як можна визначити полюси магніту, якщо вони не позначені? Назвіть якомога більше способів.
Як буде вести себе котушка зі струмом, підвішена на гнучких провідниках?
Як напрямлені лінії магнітного поля Землі?
Як визначити, яка з двох спиць намагнічена?
Чи буде працювати електродзвоник, якщо поміняти полюса джерела струму?
Зерно у млині пропускають через електромагніт. Пояснити, чому?
Магнітна стрілка повертається в магнітному полі. За рахунок якої енергії це відбувається?
За яких умов виникає магнітне поле?
В чому відмінність магнітних ліній від ліній електричного поля?
Намалювати двигун постійного струму в розрізі. Назвати всі частини. Яке призначення кожної?
На дно пляшки впав сталевий гвіздок. Як не перевертаючи пляшку, дістати його?
В тонку щілину, глибиною 5 см впала голка. Як її дістати?
Перелічіть всі відомі вам способи виробництва електроенергії.
Які особливості будови амперметра і вольтметра?
Яке зі стаціонарних полів (електричне чи магнітне) може збільшувати модуль швидкості заряду?
Чи зміняться параметри траєкторії зарядженої частинки в магнітному полі, якщо магнітна індукція збільшиться в К раз?
Де частіше відбуваються полярні сяйва?
В
изначити
напрям струму в провіднику по
напрямку індукції магнітного поля.
В чому відмінність електричного і магнітного полів?
Вказати знак заряду кожної частинки і
пояснити відмінність в траєкторіях.
Визначити напрям
сили Лоренца.
Яку роботу виконує сила Лоренца, яка діє на позитивний іон?
Ч
ому
не використовують електромагнітний
кран при перенесенні розпечених деталей?Що будемо спостерігати, якщо коло
замкнути? (В чашку налито ртуть).
Визначити магнітні полюси атому водню.
Визначити напрям струму в соленоїді,
якщо він відштовхується від постійного магніту.
Як взаємодіють провідники зі струмом?
Я
к
буде вести себе гнучкий, зігнутий у
формі петлі провідник, по якому протікає
струм?Як буде вести себе стрілка компасу?
Якими властивостями володіє магнітне поле?
Що таке відносна магнітна проникність середовища?
За яких умов виникає магнітне поле?
Заряджена частинка рухається в вакуумі прямолінійно. Чи означає це, що в цій зоні відсутнє магнітне поле?
В однорідному полі розміщено прямолінійний провідник, до якого прикладена постійна напруга. Чи зміниться дія поля, якщо провідник скласти пополам, а напругу залишити незмінною?
Чи може сила Ампера врівноважити силу тяжіння, що діє на провідник, який розташований горизонтально, вертикально?
Яке з стаціонарних полів (електричне, чи магнітне) може змінювати модуль швидкості заряду?
До екрану кінескопу піднесли постійний магніт Як при цьому зміниться зображення?
Магнітне поле Землі захищає нас від потоку заряджених частинок. Чому ж деякі з них досягають поверхні планети?
Для захисту космічного корабля циліндричної форми від потоку заряджених частинок, вирішили застосувати магнітне поле. Як треба розташувати обмотки електромагніту?
Чому в осцилографах для відхилення променів використовують пластини конденсатора, а в телевізорі – котушки зі струмом?
Як пояснити, що в період активності Сонця, через деякий час змінюється магнітне поле Землі?
Чому в зоні полярного сяйва не проводять експерименти з залученням керованих супутників?
Сформулювати задачі і розв'язати їх.
Пояснити чому при пропусканні струму по
металевому листу, вміщеному у магнітне поле,
між точками С і Д виникає різниця потенціалів?
Домашня контрольна робота.
В однорідному магнітному полі з індукцією 2 Тл знаходиться прямолінійний провідник 0,1 м , на який діє сила 0,8 Н . Визначити кут між напрямком струму в провіднику і вектором індукції магнітного поля, якщо сила струму 4 А .
Плоска прямокутна котушка з 200 витків зі стороною 10 і 5 см знаходиться в однорідному полі 0,05 Тл. Визначити максимальний обертовий момент, якщо сила струму 2 А.
З дроту довжиною 8 см виготовлені контури квадратний та круглий. Визначити обертовий момент в магнітному полі 0,2 Тл при силі струму 4А.
Сила
струму в горизонтальному провіднику
20 см і масою 4 г рівні 10 А. Визначити
індукцію(модуль і напрям) магнітного
поля, в яке потрібно помістити провідник,
щоб сила тяжіння врівноважувалася
силою Ампера.Провідник довжиною L і масою m підвішений в
магнітному полі. При проходженні струму I
він відхилився на кут α. Визначити індукцію
магнітного поля.
Яка сила діє на протон, який рухається зі швидкістю 10 Мм/с в магнітному полі індукцією 0,2 Тл (α=90°).
В однорідне магнітне поле з індукцією 10 мТл перпендикулярно лініям індукції влітає електрон з енергією 30 кеВ. Який радіус кривизни траєкторії?
Визначити швидкість зарядженої частинки, яку вона отримала, пройшовши прискорюючи напругу U і потрапивши в магнітне поле з індукцією В, описала коло радіусу R.
Домашня контрольна робота.
В
изначити
полюси джерела струму.
Який полюс стрілки компаса притягується до котушки?
Визначте напрям сили Ампера.
Визначте величину, якої
не вистачає.
Д
е
вірно вказані всі складові?
Як направлені силові лінії?
В
изначити
напрям струму в провіднику.
Завдання для «продвинутих»
Підготувати повідомлення з історії вивчення магнітних явищ.
Підготувати комп’ютерну презентацію з будь-якого питання теми.
Підготувати публікацію з будь-якого питання теми.
Виготовити модель компасу, електромагніту, електродвигуна та пояснити принцип їх роботи.
Виконати завдання 24, 25 практично.
Електромагнітна індукція.
1. Щоб одержати індукційний струм у кільці за допомогою магніту, їх рухали з відносною швидкістю, що дорівнювала нулю. Чи виникав при цьому індукційний струм у кільці?
2. Магніт у вакуумі вільно падає південним полюсом у центр дротяного кільця. Який буде напрям індукційного струму при наближенні магніту до кільця?
3. Чи співпадає прискорення руху магніту (див умову задачі 2) з прискоренням вільного падіння?
4.Крізь горизонтальне кільце з провідника падають з однакової висоти алюмінієвий брусок та магніт. Що впаде першим?
5.В однорідному магнітному полі, лінії індукції якого вертикальні, падає кільце з міді. Чи буде виникати індукційний струм у кільці, якщо його площина розташована а) горизонтально, б) вертикально?
6. Чи зміниться відповідь задачі 5, якщо у процесі падіння кільце буде обертатися відносно а) вертикальної вісі, б) відносно горизонтальної вісі?
7. Короткозамкнену котушку вставлено у іншу, через яку можна пропустити струм. Як повинен змінюватися струм у більшій котушці, щоб напрям індукційного струму у меншій котушці був протилежним?
8. Магніт вільно падає всередині мідної труби вздовж її осі. Чи можна користуватися формулою V= √2gh для обчислення швидкості його падіння з висоти h?
9. На досить високе вертикальне осердя електромагніту надіте кільце із а)скла б) металу. Що буде спостерігатися при вмиканні електромагніту в коло а) змінного струму б) постійного струму?
1
0.
Радіус одного кільця з мідного дроту в
n раз більший
від іншого такого ж дроту. Порівняти
сили струму у кільцях, які розташовані
у вертикальному однорідному змінному
магнітному полі.
11. Потік магнітної індукції через кільце
змінюється згідно графіка. У який момент часу
ЕРС у кільці а) дорівнює нулю, б) має максимальне
додатне значення.
Блискавка може розплавити запобіжники та зіпсувати чутливі електроприлади які знаходять ся на невеликій відстані. Пояснити, як це може трапитися?
Якщо вивести із стану спокою стрілку компасу, то вона буде досить довго коливатися на столі, швидше заспокоїться на руці і дуже швидко – на мідній підставці. Пояснити явище.
З коротко замкнутої котушки вийняли магніт. Чи залежить від швидкості руху магніту а) електрорушійна сила індукції, б) заряд, що проходить по провіднику в) робота, що витрачається на видалення магніту, г) струм у котушці?
При видаленні магніту з короткозамкненої котушки, де число витків N, площа кожного з них S - максимальна ЕРС індукції становить E , а максимальний струм становить І. Що зміниться, якщо у k раз збільшиться а) кількість витків, б) їх площа, в) швидкість руху магніту?
На тороїдне залізне кільце надіті котушка зі струмом і мідне кільце. Чи виникатиме індукційний струм у кільці. Якщо а) струм у котушці сталий, а кільце рухається по поверхні тора б) струм у котушці змінний і кільце нерухоме?
