|
ИЗУЧЕНИЕ НОВОГО МАТЕРИАЛА Согласно электронной теории, в телах есть свободные электроны, движением которых объясняют различные электрические явления. Эти электроны хаотически движутся, подобно молекулам газа. Если к проводнику приложено внешнее электрическое поле, то на беспорядочное тепловое движение свободных электронов накладывается направленный движение под действием сил электрического поля - так называемый дрейф электронов, что и обусловливает электрический ток. Обращен движение заряженных частиц называют электрическим током. За направление тока договорились принимать направление, в котором движутся положительно заряженные частицы. Например, положительно заряженные ионы движутся в направлении тока. В металлах носителями заряда являются отрицательно заряженные электроны, поэтому в металле направление тока противоположно направлению движения носителей заряда. Электрический ток может быть получен только в веществе, в которой есть свободные заряженные частицы. Чтобы они начали двигаться, нужно создать в проводнике электрическое поле. Следовательно, для существования тока в проводнике необходимы следующие условия: 1) наличие свободных заряженных частиц; 2) существования в проводнике электрического поля, характеризуется разностью потенциалов на концах проводника; 3) замкнутую электрическую цепь. Если разность потенциалов не меняется со временем, то в проводнике устанавливается постоянный электрический ток. Источник тока - это устройство, в котором происходит преобразование какого-либо вида энергии в электрическую. В любом источнике тока совершается работа по разделению положительно и отрицательно заряженных частиц, которые накапливаются на полюсах источника. Работу эту выполняют так называемые сторонние силы. Такие силы не могут иметь электрическое происхождение. В источниках тока в течение работы по разделению заряженных частиц происходит превращение механической, внутренней или какой-либо другой энергии в электрическую. В случае постоянного тока заряд, проходящий через поперечное сечение проводника, прямо пропорционален времени. Поэтому постоянный ток характеризуют отношением заряда к промежутку времени, в течение которого было перенесено заряд. Ø Сила тока равна отношению заряда Δq, переносимого через поперечное сечение проводника за промежуток времени Δt, к этому промежутку времени:
В системе СИ силу тока измеряют в амперах (А). Ампер является одной из основных единиц системы СИ и определяют его с помощью магнитного взаимодействия токов. За силы тока в 1 А через поперечное сечение проводника каждую секунду проходит заряд в 1 Кл (1 А = 1 Кл/с). 4. Действия электрического тока Непосредственное движение частиц в проводнике мы увидеть не можем. О наличии электрического тока можно судить по тем действиям, которые его сопровождают (тепловая, магнитная, химическая). Тепловое действие тока обусловлено тем, что в случае направленного движения заряженных частиц через вещество они сталкиваются с ионами, атомами и молекулами вещества, увеличивая кинетическую энергию их хаотического «теплового» движения. Магнитное действие тока обусловлено тем, что вокруг движущихся зарядов существует магнитное поле, которое действует на заряды, движущиеся. Магнитное действие тока интересна тем, что она проявляется всегда, тогда как другие действия тока (химическая и тепловая) могут и не проявляться. Например, химическое действие тока отсутствует во время прохождения тока через металлы, а тепловая отсутствует в случае прохождения тока через сверхпроводники. Поэтому магнитное действие тока используют для измерения силы тока (и, в частности, для определения единицы измерения силы тока), а также для создания точных электроизмерительных приборов. Химическое действие тока начал изучать еще сам Вольт, но наиболее полно его исследовал в начале XIX века Фарадей, установил количественные законы электролиза. Химическое действие тока можно наблюдать, пропуская электрический ток через раствор медного купороса CuSO4. Учащиеся должны знать, что во время взаимодействия вещества с растворителем молекулы вещества распадаются на положительные и отрицательные ионы. Эти ионы начинают двигаться в электрическом поле. Положительные ионы движутся к отрицательно заряженному электроду (катоду), а отрицательные ионы - к положительно заряженному электроду (аноду). ВОПРОС К УЧАЩИМСЯ В ХОДЕ ИЗЛОЖЕНИЯ НОВОГО МАТЕРИАЛА Первый уровень 1. Что представляет собой электрический ток? 2. Как определяют направление тока? 3. При каких условиях существует ток в замкнутой электрической цепи? 4. Совпадает ли направление тока в металлических проводниках с направлением движения электронов? 5. Зачем в электроцепях нужен источник тока? Второй уровень 1. Или движутся заряженные частицы в проводнике, когда по нему не идет ток? 2. Возникает электрический ток при заземлении заряженного металлического шарика? 3. Оба конца проводника имеют одинаковый потенциал. Проходит ли ток по этому проводнику? 4. Во всем круге электрический ток течет от положительного к отрицательному полюсу источника тока? ЗАКРЕПЛЕНИЕ ИЗУЧЕННОГО МАТЕРИАЛА 1). Качественные вопросы 1. Как определить, не разрывая круг, идет через провод ток? 2. Направление электрического тока электронного луча в кинескопе телевизора: к экрану или от него? 3. Два разноименно заряженных металлических шарика соединяют проводом. В какую сторону пойдет ток через провод? 4. Трамвайная линия, в отличие от троллейбусной, имеет только один электрический провод. Как в этом случае создается замкнутый круг? 2). Учимся решать задачи 1. Какой заряд прошел через спираль утюга, если его гладили 1,5 ч., а сила тока в спирали 3 А? 2. Сколько электронов пройдет за 2 с через поперечное сечение спирали лампы, если сила тока в спирали равен 0,32 А? Решение Из определения силы тока I = q/t, следует , что q = It. Зная величину заряда электрона qe, можно найти число электронов N, прошедших через поперечное сечение спирали лампы:
Проверим единицы величин:
Выполняем вычисления:
Ответ: за 2 с через поперечное сечение спирали пройдет 4·1018 электронов. 3. За какое время через поперечное сечение проводника при силе тока 200 мА пройдет заряд 60 Кл? 4. Для питания лампы фотовспышки используют конденсатор емкостью 800 мкФ, заряженный до напряжения 300 В. Какой средний ток разрядки конденсатора, если длительность вспышки составляет 20 мс? (Ответ: 12) ЧТО МЫ УЗНАЛИ НА УРОКЕ · Электрический ток - это направленный движение заряженных частиц. За направление тока принимают направление движения положительно заряженных частиц. · Действия электрического тока: световая, тепловая, химическая, магнитная. · Физическую величину И, равную отношению заряда q, перенесенного через поперечное сечение проводника за промежуток времени t, к этому промежутку времени, называют силой тока:
· 1 Кл - это заряд, проходящий через поперечное сечение проводника в течение 1 с при силе тока 1 А. 1 Кл = 1 А · 1 с. Домашнее задание 1. Подр.: § 5. Рів1 № 4.3; 4.2; 4.11; 4.14. Рів2 № 4.27; 4.31; 4.32, 4.33. Рів3 № 4.38, 4.39; 4.50; 4.51.
|
|
