Физика 9 класс. 1. Физика. Методы познания природы. Физические явления

• Название: 1. Физика. Методы познания природы. Физические явления
• Анкор: Физика 9 класс
• Дата: 13.05.2022
• Размер: 5.42 Mb.
• Имя файла: fizika_90_voprosov.docx
• Тип: Документы; #527598
• страница: 33 из 64

44.Источники тока. ЭДС источника тока. Закон Ома для Замкнутой цепи.

Сила тока на участке цепи пропорциональна приложенному напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению этого участка цепи.

I=U/R.

 





 

ЭДС источника тока - это работа

по перемещению электрического

заряда между полюсами источника тока.

 

ЭДС совершает работу внутри источника тока против сил электрического поля, имеет неэлектрическое

происхождения.

 

Рисунок 41.

ЭДС источника тока - это разность потенциалов между полюсами разомкнутого источника токов.

 

Закон Ома для замкнутой цепи.

Зависимость между э.д.с. источника тока и силой тока в замкнутой электрической цепи, можно найти следующим образом.

R – внешнее сопротивление цепи

r – внутреннее сопротивление источника

,  .

Рисунок 42. А₁ – работа по перемещению заряда внутри источника

Так как ток в цепи I, то  , а  и 

или  ,

Сила тока в замкнутой электрической цепи прямо пропорциональна ЭДС источника тока и обратно пропорциональна полному сопротивлению цепи.

Для расчета сложных электрических цепей применяются правила Кирхгоффа.

В сложных разветвленных электрических цепях различают узлы и замкнутые контуры.

Узлом - называется точка, в которой сходится больше двух ветвей, причем токи, входящие в узел берутся со знаком плюс, а выходящие из него - со знаком минус.

45.Сопротивление проводника. Зависимость Сопротивления от рода вещества, длины проводника, площади поперечного сечения.

Мы знаем, что причиной электрического сопротивления проводника является взаимодействие электронов с ионами кристаллической решётки металла (§ 43). Поэтому можно предположить, что сопротивление проводника зависит от его длины и площади поперечного сечения, а также от вещества, из которого он изготовлен.

На рисунке 74 изображена установка для проведения такого опыта. В цепь источника тока по очереди включают различные проводники, например:

1. 
   никелиновые проволоки одинаковой толщины, но разной длины;
   
2. 
   никелиновые проволоки одинаковой длины, но разной толщины (разной площади поперечного сечения);
   
3. 
   никелиновую и нихромовую проволоки одинаковой длины и толщины.
   

Силу тока в цепи измеряют амперметром, напряжение — вольтметром.

Зная напряжение на концах проводника и силу тока в нём, по закону Ома можно определить сопротивление каждого из проводников.



Рис. 74. Зависимость сопротивления проводника от его размеров и рода вещества

Выполнив указанные опыты, мы установим, что:

1. 
   из двух никелиновых проволок одинаковой толщины более длинная проволока имеет большее сопротивление;
   
2. 
   из двух никелиновых проволок одинаковой длины большее сопротивление имеет проволока, поперечное сечение которой меньше;
   
3. 
   никелиновая и нихромовая проволоки одинаковых размеров имеют разное сопротивление.
   

Зависимость сопротивления проводника от его размеров и вещества, из которого изготовлен проводник, впервые на опытах изучил Ом. Он установил, что сопротивление прямо пропорционально длине проводника, обратно пропорционально площади его поперечного сечения и зависит от вещества проводника.

Как учесть зависимость сопротивления от вещества, из которого изготовляют проводник? Для этого вычисляют так называемое удельное сопротивление вещества.

Удельное сопротивление — это физическая величина, которая определяет сопротивление проводника из данного вещества длиной 1 м, площадью поперечного сечения 1 м².

Введём буквенные обозначения: ρ — удельное сопротивление проводника, I — длина проводника, S — площадь его поперечного сечения. Тогда сопротивление проводника R выразится формулой



Из неё получим, что:



Из последней формулы можно определить единицу удельного сопротивления. Так как единицей сопротивления является 1 Ом, единицей площади поперечного сечения — 1 м2, а единицей длины — 1 м, то единицей удельного сопротивления будет:



Удобнее выражать площадь поперечного сечения проводника в квадратных миллиметpax, так как она чаще всего бывает небольшой. Тогда единицей удельного сопротивления будет:



В таблице 8 приведены значения удельных сопротивлений некоторых веществ при 20 °С. Удельное сопротивление с изменением температуры меняется. Опытным путём было установлено, что у металлов, например, удельное сопротивление с повышением температуры увеличивается.

Таблица 8. Удельное электрическое сопротивление некоторых веществ (при t = 20 °С)



Из всех металлов наименьшим удельным сопротивлением обладают серебро и медь. Следовательно, серебро и медь — лучшие проводники электричества.

При проводке электрических цепей используют алюминиевые, медные и железные провода.

Во многих случаях бывают нужны приборы, имеющие большое сопротивление. Их изготавливают из специально созданных сплавов — веществ с большим удельным сопротивлением. Например, как видно из таблицы 8, сплав нихром имеет удельное сопротивление почти в 40 раз большее, чем алюминий.

Фарфор и эбонит имеют такое большое удельное сопротивление, что почти совсем не проводят электрический ток, их используют в качестве изоляторов.