При каком условии в металлическом проводнике возникает электрический ток?
Пожалуйста, войдите или зарегистрируйтесь для публикации ответа на этот вопрос.
решение вопроса
Связанных вопросов не найдено
Обучайтесь и развивайтесь всесторонне вместе с нами, делитесь знаниями и накопленным опытом, расширяйте границы знаний и ваших умений.
- Все категории
- экономические 43,679
- гуманитарные 33,657
- юридические 17,917
- школьный раздел 612,713
- разное 16,911
Популярное на сайте:
Как быстро выучить стихотворение наизусть? Запоминание стихов является стандартным заданием во многих школах.
Как научится читать по диагонали? Скорость чтения зависит от скорости восприятия каждого отдельного слова в тексте.
Как быстро и эффективно исправить почерк? Люди часто предполагают, что каллиграфия и почерк являются синонимами, но это не так.
Как научится говорить грамотно и правильно? Общение на хорошем, уверенном и естественном русском языке является достижимой целью.
- Обратная связь
- Правила сайта
При каком условии в проводнике возникает электрический ток
При каком условии в проводнике возникает электрический ток? а) Если в нем создано электрическое поле б) Если в нем много заряженных частиц в) Если частицы с электрическом зарядом приходят в движение.
Лучший ответ
Если в нем создано электрическое поле то частицы приходят в движение
Электри́ческий ток — упорядоченное некомпенсированное движение свободных электрически заряженных частиц, например, под воздействием электрического поля. Такими частицами могут являться: в проводниках — электроны, в электролитах — ионы (катионы и анионы) , в газах — ионы и электроны, в вакууме при определенных условиях — электроны, в полупроводниках — электроны и дырки (электронно-дырочная проводимость) .
Исторически принято, что направление тока совпадает с направлением движения положительных зарядов в проводнике. При этом, если единственными носителями тока являются отрицательно заряженные частицы (например, электроны в металле) , то направление тока противоположно направлению движения электронов.
Остальные ответы
в) Если частицы с электрическом зарядом приходят в движение.
а так же
Если к проводнику приложена разность потенциалов, или проводник движется в магнитном поле, тогда частицы с электрическом зарядом приходят в движение и в проводнике возникает электрический ток.
Условие: при подключении к проводнику разность потенциалов. Замкни проводник и вращай рамку в магнитном поле.
Вся штука в том, что когда через проводник проходит магнитное поле, нормальные до этого, условия гравитации в которых находился проводник, резко меняются . Движущееся через проводник магнитное поле заставляет атомы проводника резко сжиматься .. Т. е каждый атом обладает собственным магнитным полем, которое, по своим характеристикам, находится в определенном соответствии с условиями окружающей среды ( температура, напряженность магнитных полей и т. п ). И в данных, обычных нормальных условиях, характеристики каждого атома уравновешены с условиями окружающей среды . Поэтому в проводнике все спокойно )) . Но вот кто -то пронес рядом с проводником магнит с его магнитным силовым полем .. Упссс .. Изменились условия в которых находится проводник .. От воздействия усилившегося магнитного поля атомы в проводнике сжались и при этом произошло выделение некоторой части энергии из атомов .. В проводнике пошла волна энергии .. Часть которой пошла на нагрев проводника, часть рассеется в пространстве, часть породит электромагнитное поле вокруг проводника и т. д
Ответы на вопросы «Постоянный электрический ток. § 1. Электрический ток»
Электрический ток возникает, если имеются свободные заряды, а так же в результате действия внешнего электрического поля. Для получения электрического поля достаточно создать разность потенциалов между какими-то двумя точками проводника.
3. Почему движение заряженных частиц в проводнике в отсутствие внешнего электрического поля является хаотическим?
Если отсутствует внешнее электрическое поле, то отсутствует и дополнительная составляющая скорости направленная вдоль напряженности электрического поля, а значит, все направления движения частиц равноправны.
4. Чем отличается движение заряженных частиц в проводнике в отсутствие и при наличии внешнего электрического поля?
В отсутствии электрического поля движение заряженных частиц хаотично, а при его наличии — движение частиц это результат хаотичного и поступательного движений.
5. Как выбирается направление электрического тока? В каком направлении движутся электроны в металлическом проводнике, по которому протекает электрический ток?
За направление электрического тока принято направление движения положительно заряженных частиц. В металлическом проводнике электроны движутся в сторону, противоположную направлению тока.
Источник:
Решебник по физике за 11 класс (Касьянов В.А., 2002 год),
задача №1
к главе «Постоянный электрический ток. § 1. Электрический ток».
§ 36. Электрический ток в металлах
Электрический ток могут проводить жидкости и твердые вещества, при определенных условиях электрический ток проводят и газы. Изучение электрического тока в разных средах мы начнем с изучения тока в металлах. Во-первых, все без исключения металлы хорошо проводят электрический ток, а во-вторых, именно с проводимостью металлов связано широкое применение электрической энергии в жизни человека.
1. Выясняем природу электрического тока в металлах
Из курса химии вы знаете, что валентные электроны в металлах легко покидают «свой» атом и становятся свободными, а в узлах кристаллической решетки остаются положительные ионы. При отсутствии электрического поля свободные электроны внутри металлического проводника движутся хаотично. Их движение напоминает движение молекул газа, поэтому свободные электроны в металлах называют электронным газом (рис. 36.1).
Рис. 36.1. При отсутствии электрического поля свободные электроны в металлах движутся хаотично
Если же в проводнике создано электрическое поле, то электроны, не прекращая хаотичного движения, начинают смещаться в сторону положительного полюса источника тока. Движение электронов становится направленным — в металле возникает электрический ток.
Электрический ток в металлах представляет собой направленное движение свободных электронов.
Природа тока в металлах экспериментально установлена известными учеными Леонидом Исааковичем Мандельштамом и Николаем Дмитриевичем Папалекси (1913 г.) во время работы в Страсбургском университете; методику опытов усовершенствовали американские физики Ричард Толмен и Томас Стюарт (1916 г.).
Ученые рассуждали примерно так. Если металлический провод привести в быстрое движение (рис. 36.2), а потом резко остановить, то свободные заряженные частицы в проводе будут двигаться по инерции (так в случае резкой остановки транспорта в нем продолжают движение незакрепленные предметы). В результате в проводе возникнет кратковременный ток — его зафиксирует гальванометр; по направлению отклонения стрелки гальванометра можно узнать знак заряда частиц, движение которых послужило причиной появления тока.
Рис. 36.2. Схема устройства для изучения природы электрического тока в металлах: 1 — катушка с металлическим проводом; 2 — скользящие контакты; 3 — чувствительный гальванометр. Катушке придают быстрое вращение и резко останавливают. В результате в цепи возникает электрический ток, который регистрируется гальванометром
• Рассмотрите рис. 36.2. Определите направление движения электронов после остановки катушки и направление кратковременного тока, который при этом возникает.
2. Убеждаемся, что сопротивление металлов зависит от температуры
Проведем опыт. Соединим стальную спираль с источником постоянного напряжения и будем подогревать ее в пламени спиртовки (рис. 36.3). Опыт покажет, что по мере нагревания спирали сила тока в ней уменьшается, а это значит, что сопротивление спирали возрастает. Проведя подобные опыты со спиралями, изготовленными из других металлов, увидим, что с увеличением температуры сопротивление всех спиралей увеличивается, но изменение сопротивления каждый раз будет иным.
Рис. 36.3. Опыт, демонстрирующий зависимость сопротивления металлов от температуры. Во время нагревания спирали сила тока в ней уменьшается, следовательно, сопротивление спирали возрастает
Сопротивление металлического проводника увеличивается при повышении температуры и уменьшается при ее снижении. Изменение сопротивления зависит от материала, из которого изготовлен проводник.
Зная, как зависит сопротивление металлического проводника от температуры, можно, измерив сопротивление проводника, определить его температуру. Этот факт положен в основу работы термометров сопротивления. Датчик — чаще всего платиновый провод — размещают в среде, температуру которой нужно измерить. Сопротивление провода измеряется специальным прибором, и по этому сопротивлению определяют температуру среды. На практике шкалу прибора сразу градуируют в единицах температуры.
3. Знакомимся с явлением сверхпроводимости
В 1911 г. нидерландский ученый Г. Камерлинг-Оннес (рис. 36.4), исследуя, как ведет себя ртуть при температурах, близких к абсолютному нулю (-273 °C), заметил странное явление: при снижении температуры ртути до 4,15 К (-269 °C) ее удельное сопротивление скачком падало до нуля. Подобное происходило с оловом, свинцом и другими металлами. Это явление назвали сверхпроводимостью. Сверхпроводимость невозможно объяснить с точки зрения элементарной электронной проводимости металлов. В 1957 г. группа американских ученых (рис. 36.5) и независимо от них советский ученый Η. Н. Боголюбов (рис. 36.6) разработали квантовую теорию сверхпроводимости.
Рис. 36.4. Гейке Камерлинг-Оннес (1853-1926) — нидерландский физик, лауреат Нобелевской премии (1913 г.). Открыл явление сверхпроводимости металлов
Рис. 36.5. Джон Бардин (1908-1991), Леон Нил Купер (род. в 1930 г.), Джон Роберт Шриффер (род. в 1931 г.) — лауреаты Нобелевской премии по физике (1972 г.) за разработку квантовой теории сверхпроводимости
Рис. 36.6. Боголюбов Николай Николаевич (1909-1992) — выдающийся физик-теоретик и математик. В 1929-1973 гг. работал в Академии наук Украины. Основатель научных школ в области нелинейной механики, статистической физики и квантовой теории поля
Подводим итоги
Электрический ток в металлах представляет собой направленное движение свободных электронов. При отсутствии электрического поля свободные электроны в металлах движутся хаотично. Если же в металлическом проводнике создать электрическое поле, то свободные электроны, не прекращая своего хаотичного движения, начинают двигаться направленно.
Сопротивление металлических проводников зависит от температуры. Этот факт положен в основу работы термометров сопротивления.
При снижении температуры некоторых металлов до температур, близких к абсолютному нулю (-273 °C), их сопротивление скачком падает до нуля. Это явление называют явлением сверхпроводимости.
Контрольные вопросы
1. Опишите характер движения свободных электронов в металлах при отсутствии электрического поля; при наличии электрического поля. 2. Что представляет собой электрический ток в металлах? 3. Опишите суть опыта по изучению природы электрического тока в металлах. 4. Зависит ли сопротивление металлов от температуры? Если зависит, то как? 5. В чем заключается явление сверхпроводимости?
Упражнение № 36
1. Электрон находится в электрическом поле, силовые линии которого изображены на рисунке. Как направлена сила, с которой поле действует на электрон?
2. Какое утверждение из приведенных истинно?
- а) С увеличением температуры сопротивление металлов увеличивается.
- б) С увеличением температуры сопротивление металлов уменьшается.
- в) Направление электрического тока в металлическом проводнике совпадает с направлением движения электронов.
3. Металлическая нить накала электрической лампы постепенно становится тоньше из-за испарения металла с ее поверхности и в конце концов перегорает. Объясните, почему нить перегорает в самом тонком месте и чаще всего в тот момент, когда лампу включают.
4. В металлическом проводнике длиной 10 см и с площадью поперечного сечения 0,4 см 2 течет ток силой 80 А. Какова средняя скорость направленного движения электронов в проводнике, если в каждом кубическом сантиметре проводника 2,5 • 10 22 свободных электронов?
5. Определите значение и знак заряда полученного иона, если: а) нейтральный атом Купрума утратил два электрона; б) нейтральный атом Хлора присоединил один электрон.
Физика и техника в Украине
Лев Васильевич Шубников (1901-1937) — выдающийся физик-экспериментатор с мировым именем. Значительную часть своей недолгой жизни Л. В. Шубников жил и работал в Харькове, где возглавлял созданную им лабораторию низких температур при Харьковском физико-техническом институте. Лев Васильевич начал исследование металлов в так называемом сверхпроводящем состоянии, в котором электрическое сопротивление материала равно нулю. Важное значение имели также эксперименты по получению сжиженных газов, в частности водорода, азота и кислорода.
Высшая награда для ученого — это использование его фамилии в названии открытого им явления. «Эффект Шубникова — де Хааза», «фаза Шубникова», «метод Обреимова — Шубникова» — это лишь несколько примеров вклада выдающегося ученого в современную физику.
В 2001 г. в честь Л. В. Шубникова названа научная премия НАН Украины за выдающиеся научные работы в области экспериментальной физики.