Билет № 28

1. Электрический ток в металлах. Законы Ома.

2. Ядерная сила. Правило смещения. и - распад, - излучение.

3. Задача на нахождение температуры нагревания медной проволоки.

Ответы:

1. Электрический ток в металлах и растворах электролитов

Металлы в твердом состоянии имеют кристаллическое строение. В узлах кристаллической решетки находятся положительно заряженные ионы. В пространстве между ними движутся свободные электроны, не связанные со своими атомами.

Свободные электроны движутся в металле беспорядочно. Если же создать в нем электрическое поле, то электроны начнут двигаться в направлении действия электрических сил, возникнет электрический ток.

Электрический ток в металле представляет собой направленное движение свободных электронов.

Электроны в проводнике движутся с небольшими скоростями. Электрическое же поле, которое возникает в проводнике, распространяется со скоростью 300 000 км/ с. Поэтому одновременно с распространением электрического поля все электроны начинают двигаться в одном направлении по всей длине проводника. Когда говорят о скорости электрического тока в проводнике, то имеют в виду скорость распространения электрического поля.

Характер электрического тока в растворах солей, кислот, щелочей, называемых электролитами, иной.

Если опустить в сосуд с дистиллированной водой два электрода, соединенных с лампочкой и источником тока, и замкнуть цепь, то лампочка гореть не будет. Это свидетельствует о том, что в дистиллированной воде нет заряженных частиц.

Если теперь в воду налить небольшое количество раствора медного купороса, то лампа загорится. Молекулы медного купороса, взаимодействуя с водой, распадаются на положительные и отрицательные ионы. В отсутствие электрического поля ионы в сосуде движутся беспорядочно. При наличии электрического поля ионы станут двигаться в определенном направлении: положительные — к отрицательному полюсу источника тока, отрицательные — к положительному полюсу источника. Электрод, соединенный с положительным полюсом источника тока, называют анодом, а электрод, соединенный с отрицательным полюсом тока, — катодом,

В растворах электролитов электрический ток представляет собой направленное движение положительных и отрицательных ионов.

Отрицательные ионы, пришедшие к аноду, отдают свои лишние электроны аноду.

Таким образом, на электродах при прохождении через раствор электролита электрического тока происходит выделение веществ. Этот процесс называется электролизом.

В рассмотренном выше примере положительные ионы меди нейтрализуются на катоде и осаждаются на нем. Таким образом, электролиз используется для получения чистых металлов.

2. Закон ома для участка цепи

Мы уже знаем, что сила тока в проводнике прямо пропорциональна напряжению на его концах. Устанавливая эту зависимость, изменяли напряжение на концах проводника, а его сопротивление оставляли неизменным.

Возникает вопрос: как зависит сила тока от сопротивления проводника? Чтобы это выяснить, собирают цепь из источника тока, амперметра, вольтметра, ключа. В эту цепь попеременно включают проводники, обладающие разным сопротивлением. Напряжение во всех случаях поддерживают неизменным. Опыт показывает, что при увеличении сопротивления проводника в два раза сила тока в цепи уменьшается в два раза; при увеличении сопротивления проводника в три раза сила тока уменьшается в три раза. Таким образом, можно сделать вывод, что сила тока в проводнике обратно пропорциональна сопротивлению проводника.

Обобщая результаты этого опыта и опыта по установлению зависимости силы тока в проводнике от напряжения на его концах, можно сделать вывод: