№1. физика для 10-А Условия существования тока

1.04.2020. физика 10 класс

Тема: Электрический ток. Условия существования тока. Сила тока.

Цель:

1. Углубить знания об электрическом токе, условиях его возникновения.

2. Ввести величины, характеризующие электрический ток: силу тока, плотность тока, используя полученные знания в основной школе.

3. Закрепить материал.

СКАЧИВАЙТЕ файл на устройства, чтобы все знаки и формулы были видны и распознаны. Во время чтения файла онлайн происходит потеря формул и данных.

1. Организационный момент

Как работать, указано в Инструкции (см. ранее выложенный файл). Рекомендую файлы скачивать, чтобы не терять данные. Задания под проверкой будут указаны.

После окончания карантина, по пройденному материалу, будет проведен итоговый зачет. Это и будет результатом работы.

Тогда, здравствуйте 10- А, начинаем. Я на связи. Пишите.

2. Актуализация

Вам необходимо самостоятельно изучить по учебнику § 97 и § 98. Проработать ссылки по этой теме «Конденсаторы. Виды конденсаторов»:

https://www.youtube.com/watch?v=Df4RRCIINAU Электроёмкость. Единицы электроёмкости. Конденсаторы | Физика 10 класс #52 | Инфоурок
https://www.youtube.com/watch?v=4HYOGgt7I7E Физика 10 класс (Урок№28 - Электрическая ёмкость. Конденсатор.)
https://www.youtube.com/watch?v=zrCbD9lv6IA Электрический конденсатор

https://www.youtube.com/watch?v=8TpQzXyb9u4 Ёмкость конденсатора
https://www.youtube.com/watch?v=b9zs4LdJFXg Параллельное и последовательное соединение конденсаторов

После изучения материала, ответьте на вопросы с пояснением, работу сделайте в тетради по физике. РАБОТА ПРОВЕРЯЕТСЯ.

Вопросы

1. Что представляет собой плоский конденсатор?

2. Для чего предназначены конденсаторы?

3. Как изменится электроемкость плоского конденсатора при увеличении заряда на пластинах конденсатора в 2 раза?

4. Во сколько раз изменится электроемкость плоского конденсатора, если в пространство между пластинами, не изменяя расстояние, вставить стекло с диэлектрической проницаемостью 7 вместо парафина с диэлектрической проницаемостью 2?

5. Как найти общее сопротивление конденсаторов при их последовательном соединении?

6. Как найти общее сопротивление параллельно соединенных конденсаторов?

7. Реши задачу. При сообщении проводнику заряда 10^ -8 Кл его потенциал увеличился на 100 В. Какова электроемкость проводника?

8. На конденсаторе написано: 100 пФ, 300 В. Можно ли использовать этот конденсатор для накопления заряда 50 нКл?

Работы много. Приступайте.

3. Сообщение новых знаний.

Изучаем внимательно, не спешите. Время у нас есть.

Электрический ток – это направленное движение электрического заряда. Поскольку заряд не существует отдельно от носителя, ток можно определить как направленное движение заряженных частиц.

Рассмотрим протекание электрического тока на примере проводников. Какие условия должны выполняться, чтобы существовал электрический ток? Первое условие очевидно: чтобы существовало движение частиц, для этого нужно, чтобы были свободные частицы, способные передвигаться. В проводниках такими носителями тока являются свободные электроны.

Что заставляет частицу двигаться? Электрический заряд взаимодействует с электрическим полем, и на него действует сила   (см. рис 1). Эта сила и заставит электрон двигаться.

Р ис.1 Действие силы на электрический заряд

Второе условие существования электрического тока – наличие электрического поля в проводнике, которое характеризуется потенциалом в каждой точке или разностью потенциалов между двумя точками.

Достаточно ли этого? Проверим. Предположим, что у нас есть проводник со свободными носителями заряда и в проводнике есть электрическое поле (см. рис. 2).

Рис. 2. Проводник со свободными зарядами

Свободные электроны будут двигаться в сторону, противоположную вектору напряженности электрического поля, и будут скапливаться у одного из краев проводника, он станет заряжен отрицательно (см. рис. 3).

Р ис. 3. Движение электронов в проводнике

У противоположного края при том же количестве атомов электронов будет меньше, поэтому он будет заряжен положительно. Этот процесс подробнее рассмотрен в ответвлении, скопившиеся заряды образуют свое электрическое поле, направленное противоположно внешнему и ослабляющее его. При ослаблении поля уменьшится и сила, которая разносит заряды по краям проводника, пока поля не уравновесятся. Эти процессы протекают быстро, и ток, как видим, быстро исчезает. Для его поддержания нужно, очевидно, чтобы электроны не накапливались на одном из краев проводника, а возвращались на противоположный край, т. е. цепь нужно замкнуть (см. рис. 4).

Рис.4. Замкнутая электрическая цепь

Сила тока численно равна заряду, прошедшему через поперечное сечение проводника за единицу времени.

Количественными характеристиками электрического тока как направленного движения зарядов под действием электрического поля источником является сила тока и плотность тока.
Введем обозначения: I - сила тока; q - электрический за-
ряд; t - время.
Получим: I=q/t

Единицу силы тока названа ампером (А) в честь французского физика Андре Мари Ампера (1775-1836). На Международной конференции по мерам и весам в 1948 году было решено в основу определения единицы силы тока положить явление взаимодействия двух проводников с т оком.

Этот опыт впервые исполнил А.-М. Ампер. Когда ток в обоих проводниках одинаково направлен, проводники притягиваются. Когда ток в проводниках направлен в разные стороны, проводники отталкиваются.

1 А - такая сила тока, при которой отрезки параллельных невесомых проводников длиной 1 м, находящиеся на расстоянии 1 м друг от друга, взаимодействуют с силой Н.
1Кл=1А*1с

Диапазон (границы) значений силы тока, с которыми приходится встречаться в физике: от 10-6 до 105 А. Кратные единицы силы тока 1кА=1000 А=103А, дольни: 1 мА=0,001 А=10-3А; 1мкА=0,000001 А=10-6А
За единицу силы тока определяют единицу электрического заряда 1Кл.
За единицу электрического заряда 1Кл принимают заряд, проходящий сквозь поперечное сечение проводника за 1с при силе тока 1А.

Электрический заряд иногда называют количеством электричества.
q=I*t, t=q/I
Для измерения силы тока используют прибор, который называется амперметром

Амперметр включают в круг последовательно с тем прибором, силу тока в котором измеряют. Клемму со знаком “+” надо соединять с проводом, отходящим от положительного полюса источника тока. 
Определить максимальное значение прибора, для которого тока можно использовать его, определить цену деления шкалы амперметра.
- Амперметр показывает одинаковую силу тока независимо , где он находится.
- Вывод: в замкнутом круге через любое сечение переносится одиночек заряд за промежуток времени.

За направление тока принято направление положительных зарядов.

Величина, характеризующая быстроту переноса заряда в проводнике через единицу площади его поперечного сечения, называется плотностью тока.

Плотность тока – это сила тока, приходящаяся на единицу площади поперечного сечения проводника.

j = I/S

Характеризует распределение электрического тока по сечению проводника.

В СИ j = [A/м²]

Плотность тока – векторная величина. Направление вектора плотности совпадает с направлением скорости направленного движения положительных зарядов в стационарном электрическом поле, то есть, так как I = q/t, то j = q/tS

Ссылки:

https://www.youtube.com/watch?v=cBo02j-FK4s Условия существования тока

https://www.youtube.com/watch?v=RU_-6Ahalqk Направление электрического тока

https://www.youtube.com/watch?v=6DJVkrZwLIE 3.2.1 Постоянный электрический ток. Основные понятия

4. Домашнее задание

1. Ответить письменно на вопросы. ПРОВЕРЯЕТСЯ (тема Конденсаторы)

2. Прочитать теорию, предложенную на уроке. Прочитать § 100. Сделать конспект, удобный для вашей работы по этому конспекту. Представьте, у вас устный экзамен по физике и можно пользоваться конспектом. Конспект ПРОВЕРЯЕТСЯ.

Жду вопросов на электронную почту.

С уважением Е.В.