Инструкция к выполнению работы
 Скачать 299.62 Kb.
|
|
Бланк заданий и ответов участника муниципального дистанционного конкурса, посвященного 245-летию со дня рождения французского физика, математика Андре-Мари Ампера «О силе тока и не только…»
Инструкция к выполнению работы. Заполните таблицу с Вашими данными. Обязательно заполнение каждого пункта. При отсутствии данных работа проверяться не будет. Все решения и ответы вписываются или вставляются только в этотбланк. Отдельно присланные файлы с решениями рассматриваться не будут. Вставленные фотографии или сканированные фрагменты должны быть читаемыми. Если работа будет выслана жюри после указанного срока, то она проверяться не будет. Работа с пометкой «О силе тока» высылается на электронную почту ejvarmk@mail.ru 25 января 2021 года до 24.00 Желаем удачи! Конкурс I. «Андре-Мари Ампер. Интересные факты»
Конкурс II. «Электрические токи в природе». Определите явление по его описанию: Все мы знаем, что вода является хорошим проводником электричества — именно поэтому, например, нельзя купаться во время грозы, так как можно стать жертвой попавшей в водоём молнии. Однако не все знают, ток проводят не сами молекулы воды, а содержащиеся в воде примеси, ионы различных минеральных солей. Ответ: Опишите, чем знамениты эти животные:  Ответ: Электрическая дуга Электрическая дуга – это один из видов газового разряда. Получить её можно следующим образом. В штативе закрепляют два угольных стержня заострёнными концами друг к другу и присоединяют к источнику тока. Когда угли приводят в соприкосновение, а затем слегка раздвигают, между концами углей образуется яркое пламя, а сами угли раскаляются добела. Дуга горит устойчиво, если через неё проходит постоянный электрический ток. В этом случае один электрод является всё время положительным (анод), а другой – отрицательным (катод). Между электродами находится столб раскалённого газа, хорошо проводящего электричество. Положительный уголь, имея более высокую температуру, сгорает быстрее, и в нём образуется углубление – положительный кратер. Температура кратера в воздухе при атмосферном давлении доходит до 4000 °С. Дуга может гореть и между металлическими электродами. При этом электроды плавятся и быстро испаряются, на что расходуется большая энергия. Поэтому температура кратера металлического электрода обычно ниже, чем угольного (2000–2500 °С). При горении дуги в газе при высоком давлении (около 2·106 Па) температуру кратера удалось довести до 5900 °С, т.е. до температуры поверхности Солнца. Столб газов или паров, через которые идёт разряд, имеет ещё более высокую температуру – до 6000–7000 °С. Поэтому в столбе дуги плавятся и обращаются в пар почти все известные вещества. Для поддержания дугового разряда нужно небольшое напряжение, дуга горит при напряжении на её электродах 40 В. Сила тока в дуге довольно значительна, а сопротивление невелико; следовательно, светящийся газовый столб хорошо проводит электрический ток. Ионизацию молекул газа в пространстве между электродами вызывают своими ударами электроны, испускаемые катодом дуги. Большое количество испускаемых электронов обеспечивается тем, что катод нагрет до очень высокой температуры. Когда для зажигания дуги вначале угли приводят в соприкосновение, то в месте контакта, обладающем очень большим сопротивлением, выделяется огромное количество теплоты. Поэтому концы углей сильно разогреваются, и этого достаточно для того, чтобы при их раздвигании между ними вспыхнула дуга. В дальнейшем катод дуги поддерживается в накалённом состоянии самим током, проходящим через дугу.  Какие металлы нельзя расплавить в столбе дугового разряда? Ответ поясните. Ответ:
Почему гроза бывает летом, но крайне редко зимой? Ответ:
Конкурс III. «Замок историков науки и техники». Разминка: О каком артефакте описывается ниже: «… верхний конец стержня примерно на сантиметр выступал над цилиндром и был покрыт тонким, светло-желтым, но полностью окисленным слоем металла, по виду похожего на свинец. Нижний конец железного стержня не доставал до днища цилиндра, на котором находился слой асфальта толщиной примерно три миллиметра». Ответ: Задача № 1. 1 июля 1892 г в Киеве стал курсировать трамвай по линии Подол-Крещатик. Его двигатель был рассчитан на силу тока 20 А при напряжении 500 В. Какой мощности был двигатель? Ответ: Задача № 2. В 1887 г. Пермский завод построил по чертежам русского инженера Н. Г. Славянова динамо машину. Она имела мощность 18 кВт и могла давать ток силой ЗОО А. Какое напряжение было на ее зажимах? Ответ: Задача № 3. Первым отечественным выпрямителем был высоковольтный ртутный выпрямитель конструкции В. П. Вологдина. Он создан в 1922 г., имел мощность 10000 Вт и давал ток при напряжении 3500В. Какой силы ток обеспечивал выпрямитель? Ответ: Задача № 4. Крупнейшей радиостанцией, действовавшей в России в период первой мировой войны, была Ходынская. Она имела генератор тока мощностью 320 кВт, а напряжение на его зажимах было равно 220 В. Найдите силу тока, вырабатываемого генератором. Ответ: Конкурс IV. «Действие электрического тока на тело человека» 1. Отчего зависит биологическое действие тока, и какой величины ток может вызвать смертельный исход? ОТВЕТ: 2. Почему молния, проходящая через дерево, может отклониться и пройти через человека, стоящего возле дерева? ОТВЕТ: 3. Елочные гирлянды часто делают из лампочек для карманного фонаря. Лампочки соединяют последовательно, и тогда на каждую из них приходится очень малое напряжение. Почему же опасно, выкрутив одну лампочку, сунуть палец в ее патрон? ОТВЕТ: 4. Электрические свойства тела человека. Поражение электрическим током. Тело человека представляет собой по своим электрофизическим свойствам солёный раствор (раствор электролита). Разные ткани человека характеризуются разной концентрацией раствора электролита и разным его составом. Поскольку внутриклеточная жидкость содержит ионы и хорошо проводит электрический ток, внутренние ткани тела человека обладают довольно низким электрическим сопротивлением. А сравнительно высокое сопротивление электрическому току оказывают поверхностные слои кожи (эпидермис). Общее сопротивление тела человека постоянному току (от конца одной руки до конца другой руки) при неповреждённой сухой коже рук может составлять 104-106 Ом. Влажная кожа может уменьшить сопротивление тела до 103 Ом и ниже. На рисунке показаны возможные пути поражения электрическим током тела человека. В таблице показано процентное соотношение поражающего электрического тока через сердце. 
Наиболее тяжёлое поражение вероятно, если на пути тока оказывается сердце, лёгкие, грудная клетка, головной или спинной мозг, поскольку ток воздействует непосредственно на эти органы. Если ток проходит иными путями, то воздействие его на органы может быть рефлекторным, а не непосредственным. Вопрос 1. Определите наиболее опасные и наименее опасные пути прохождения электрического тока через тело человека. Ответ: Вопрос 2. Какие факторы понижают сопротивление человеческого организма прохождению по нему электрического тока? Ответ: Конкурс V. «Люди науки» О ком идёт речь? 1. О нем великий Максвелл сказал: «Исследования …, в которых он установил законы механического взаимодействия электрических токов, принадлежат к числу самых блестящих работ, которые проведены когда-либо в науке. Теория и опыт как будто в полной силе и законченности вылились сразу из головы этого «Ньютона электричества». На его надгробном памятнике высечены слова: «Он был так же добр и так же прост, как и велик». Он стал академиком в 39 лет, причём в избрании не играли ни малейшей роли его работы по магнетизму и электричеству. Их, по существу, не было. Он был избран по секции геометрии за исследования в области математики и химии. Он славился своей рассеянностью. Про него рассказывали, что однажды он с сосредоточенным видом варил в воде свои часы 3 минуты, держа яйцо в руке. Ответ: 2. Он открыл один из важнейших количественных законов цепи электрического тока. Он установил постоянство силы тока в различных участках цепи, показал, что сила тока убывает с увеличением длины провода и с уменьшением площади его поперечного сечения. Ответ: 3. По профессии пивовар, он был прекрасным экспериментатором, исследовал законы выделения теплоты электрическим током, внёс большой вклад в кинетическую теорию газов. Ответ: 4. Он был рыцарем Почётного легиона, получил звание сенатора и графа. Наполеон не упускал случая посетить заседания Французской академии наук, где он выступал. Он изобрёл электрическую батарею, пышно названную «короной сосудов». Ответ: 5. Он открыл один из важнейших законов электричества в 1785 году, используя для этого крутильные весы. Приём, использованный им, лишний раз доказывает, что изобретательность человеческого ума не знает границ. Ответ: 6. Русский изобретатель. Он изобрел электрическую лампочку накаливания. Несколько таких лампочек привез в Америку один русский офицер. Их получил американский изобретатель Эдисон. В конце 1879 г. Эдисон создал свою лампочку с винтовым цоколем и патроном, называемым эдисоновским. Все выданные Эдисону патенты были сформулированы лишь как предложения об усовершенствовании ранее запатентованной лампы этого ученого. Ответ: Конкурс VI. «Электрический ток и безопасность человека» В автомобиле от аккумуляторов к лампочкам проведено только по одному проводу. Почему нет второго провода? Ответ: Какое минимальное напряжение вызывает поражение человека электрическим током с тяжелым исходом? Ответ: Почему опасно во время грозы стоять в толпе? Ответ: Почему в сырых помещениях возможно поражение человека электрическим током даже в том случае, если он прикоснется к стеклянному баллону электрической лампочки? Ответ: Отчего зависит биологическое действие тока и какой величины ток может вызвать смертельный исход? Ответ: 3ачем при перевозке горючих жидкостей к корпусу автоцистерны прикрепляют цепь, которая при движении волочится по земле? Ответ: Конкурс VII. «Реши задачу». Задача № 1. 1 июля 1892 г в Киеве стал курсировать трамвай по линии Подол-Крещатик. Его двигатель был рассчитан на силу тока 20 А при напряжении 500 В. Какой мощности был двигатель? Какую работу он выполнял за 1 час? Ответ: Задача № 2. Определите ЭДС источника электрического тока с внутренним сопротивлением r=0,25 Ом, если при замыкании его железным проводником в цепи возникает ток силой I=0,5 А. Длина проводника равна l=5м, площадь его поперечного сечения S=0,2мм2. Удельное сопротивление железа 0,12 Ом*мм2/м. Ответ: Задача №3. В лампе накаливания при постоянном напряжении 12 В протекает 600 Кл электричества. Сколько при этом израсходуется энергии? Сколько воды можно нагреть от 20 до 100 градусов Цельсия таким количеством тепла? Ответ: Задача №4. Определить сопротивление участка АК:  Ответ: Задача №5. Напряжение на клеммах источника тока 6В. R1 =2 Oм, R2=6 Oм, R3=3 Oм, R4=1,5 Oм. Найти силу тока в неразветвленной цепи и в каждом участке, напряжение на каждом резисторе. Что произойдет с общим сопротивлением и общей силой тока, если на R1 цепь разомкнуть? Внутренним сопротивлением источника пренебречь.  Ответ: Конкурс VIII. «Экспериментальный».  Ответ: |