Определите полюсы магнитного поля катушки,

Индукции магнитного поля.

В какой точке (рис. 76) магнитное поле

Магнитного поля катушки с током

(соленоида)?

тока, протекающе­го по проводнику

MN, действует на магнитную стрелку с на­ибольшей силой?

6. На рисунке 77 показано сечение про­водника с током. Электрический ток на­правлен перпендикулярно плоскости

ри­сунка. В каком случае правильно указано направление

линий индукции магнитного поля, созданного этим током?

7. Какие магнитные полюсы изображены на рис. 78?

А. Северный – А, южный – В.

Б. Северный – В, южный – А.

Рис.78

8. Какова индукция магнитного поля, в котором на провод­ник с

длиной активной части 5 см действует сила 50 мН? Сила тока в

проводнике 25А. Проводник расположен перпендику­лярно рис. 78

А. 40 мТл. Б. 80 мТл. В. 60 мТл.

9. Определите направление силы Ампера. Рис. 79

А. → Б. ↓ В. ← Г. ↑

включенной в цепь. Рис. 80

А. Слева северный, справа южный Рис.79 Рис. 80

Б. Оба полюса северные.

В. Слева южный, справа северный. Рис.79 Рис.80

Г. Оба полюса южные.

в	б	а	в	а	б	б	а	в	а

§ 12. Электрическое сопротивление

На рисунке 33 изображена электрическая цепь, в которую включена панель с разными проводниками. Эти проводники отличаются друг от друга материалом, а также длиной и площадью поперечного сечения. Подключая по очереди эти проводники и наблюдая за показаниями амперметра, можно заметить, что при одном и том же источнике тока сила тока в разных случаях оказывается различной. С увеличением длины проводника и уменьшением его сечения сила тока в нем становится меньше. Уменьшается она и при замене никелиновой проволоки проволокой такой же длины и сечения, но изготовленной из нихрома. Это означает, что разные проводники оказывают различное противодействие току. Противодействие это возникает из-за столкновений носителей тока со встречными частицами вещества.

Физическая величина, характеризующая противодействие, оказываемое проводником электрическому току, обозначается буквой и называется электрическим сопротивлением (или просто сопротивлением) проводника:
R - сопротивление.
Единица сопротивления называется омом (Ом) в честь немецкого ученого Г. Ома, который впервые ввел это понятие в физику. 1 Ом - это сопротивление такого проводника, в котором при напряжении 1 В сила тока равна 1 А. При сопротивлении 2 Ом сила тока при том же напряжении будет в 2 раза меньше, при сопротивлении 3 Ом - в 3 раза меньше и т. д.
На практике встречаются и другие единицы сопротивления, например килоOм (кОм) и мегаом (МОм):
1 кОм=1000 Ом, 1 МОм= 1 000 000 Ом.
Сопротивление однородного проводника постоянного сечения зависит от материала проводника, его длины l и площади поперечного сечения S и может быть найдено по формуле

где ρ - удельное сопротивление вещества, из которого изготовлен проводник.
Удельное сопротивление вещества - это физическая величина, показывающая, каким сопротивлением обладает сделанный из этого вещества проводник единичной длины и единичной площади поперечного сечения.
Из формулы (12.1) следует, что

Так как в СИ единицей сопротивления является 1 Ом, единицей площади 1 м2, а единицей длины 1 м, то единицей удельного сопротивления в СИ будет

На практике площадь сечения тонких проводов часто выражают в квадратных миллиметрах (мм2). В этом случае более удобной единицей удельного сопротивления является Ом•мм2/м. Так как 1 мм2=0,000001 м2, то

У разных веществ удельные сопротивления различны. Некоторые из них приведены в таблице 3.
Таблица 3

Приведенные в этой таблице значения соответствуют температуре 20°С. (c изменением температуры сопротивление вещества изменяется.) Например, удельное сопротивление железа равно 0,1 Ом•мм2/м. Это означает, что если изготовить из железа провод с площадью сечения 1 мм2 и длиной 1 м, то при температуре 20°С он будет обладать сопротивлением 0,1 Ом.
Из таблицы 3 видно, что наименьшим удельным сопротивлением обладают серебро и медь. Значит, именно эти металлы являются наилучшими проводниками электричества.
Из той же таблицы видно, что, наоборот, такие вещества, как фарфор и эбонит, обладают очень большим удельным сопротивлением. Это и позволяет использовать их в качестве изоляторов.

§ 14. Закон Ома

В предыдущих параграфах были рассмотрены три величины, характеризующие протекание электрического тока в цепи,- сила тока І, напряжение U и сопротивление R. Между этими величинами существует определенная связь. Закон, выражающий эту связь, был установлен в 1827 г. немецким ученым Г. Омом и поэтому носит его имя.
Выделим в произвольной электрической цепи участок, обладающий сопротивлением R и находящийся под напряжением U (рис. 37). Согласно закону Ома:
Сила тока на участке цепи равна отношению напряжения на этом участке к его сопротивлению.

Математически закон Ома записывается в виде следующей формулы:

Закон Ома позволяет установить, что будет происходить с силой тока на участке цепи при изменении его сопротивления или напряжения.
1. При неизменном сопротивлении сила тока прямо пропорциональна напряжению: чем больше напряжение U на концах участка цепи, тем больше сила тока I на этом участке. Увеличив (или уменьшив) напряжение в несколько раз, мы во столько же раз увеличим (или уменьшим) силу тока.
Проиллюстрируем эту закономерность на опыте. Соберем электрическую цепь из источника тока, лампы, амперметра и ключа (рис. 38, а). В качестве источника тока будем использовать устройство, позволяющее регулировать выходное напряжение от 4 до 12 В. Измеряя силу тока в цепи при разных напряжениях, можно убедиться в том, что она действительно пропорциональна напряжению.

2. При неизменном напряжении сила тока обратно пропорциональна сопротивлению: чем больше сопротивление R участка цепи, тем меньше сила тока I в нем.
Для проверки этой закономерности заменим в используемой цепи лампу на магазин сопротивлений (рис. 38, б). Измеряя силу тока при разных сопротивлениях, мы увидим, что сила тока І и сопротивление R действительно находятся в обратно пропорциональной зависимости.

При уменьшении сопротивления сила тока возрастает. Если сила тока превысит допустимое для данной цепи значение, включенные в нее приборы могут выйти из строя; провода при этом могут раскалиться и стать причиной пожара. Именно такая ситуация возникает при коротком замыкании. Так называют соединение двух точек электрической цепи, находящихся под некоторым напряжением, коротким проводником, обладающим очень малым сопротивлением.
Короткое замыкание может возникнуть при соприкосновении оголенных проводов, при небрежном ремонте проводки под током, при большом скоплении пыли на монтажных платах и даже при случайном попадании какого-нибудь насекомого внутрь прибора.
На законе Ома основан экспериментальный способ определения сопротивления. Из формулы (14.1) следует, что

Поэтому для нахождения сопротивления R участка цепи надо измерить на нем напряжение U, затем силу тока I, после чего разделить первую из этих величин на вторую. Соответствующая этому схема цепи изображена на рисунке 39.

Если, наоборот, известны сопротивление R и сила тока I на участке цепи, то закон Ома позволяет рассчитать напряжение U на его концах. Из формулы (14.1) получаем

Чтобы найти напряжение U на концах участка цепи, надо силу тока I на этом участке умножить на его сопротивление R.
Опубликовав книгу, в которой излагался открытый им закон «Теоретические исследования электрических цепей», Георг Ом написал, что «рекомендует ее добрым людям с теплым чувством отца, не ослепленного обезьяньей любовью к детям, но довольствующегося указанием на открытый взгляд, с которым его дитя смотрит на злой мир». Мир действительно оказался для него злым, и уже через год после выхода его книги в одном из журналов появилась статья, в которой работы Ома были подвергнуты уничтожающей критике. «Тот, кто благоговейными глазами взирает на вселенную,- говорилось в статье,- должен отвернуться от этой книги, являющейся плодом неисправимых заблуждений, преследующих единственную цель - умалить величие природы».
Злобные и безосновательные нападки на Ома не прошли бесследно. Теорию Ома не приняли. И вместо продолжения научных исследований он должен был тратить время и энергию на полемику со своими оппонентами. В одном из своих писем Ом написал: «Рождение «Электрических цепей» принесло мне невыразимые страдания, и я готов проклясть час их зарождения».
Но это были временные трудности. Постепенно, сначала в России, а затем и в других странах, теория Ома получила полное признание. Закон Ома внес такую ясность в правила расчета токов и напряжений в электрических цепях, что американский ученый Дж. Генри, узнав об открытиях Ома, не удержался от восклицания: «Когда я первый раз прочел теорию Ома, то она мне показалась молнией, вдруг осветившей комнату, погруженную во мрак».

Лабораторная работа №4.

«Сборка электрической цепи и измерение силы тока и напряжения на различных её участках»

Цель: научиться собирать простейшие электрические цепи, пользоваться амперметром, измерять силу тока и убедиться на опыте в том, что сила тока в различных последовательно соединённых участках цепи одинакова.

Оборудование: источник питания, низковольтная лампа на подставке, ключ, амперметр, соединительные провода.

Ход работы.

1. Рассмотрите шкалу амперметра. Определите:

Предел измерения амперметра ________________________________________

Цену деления амперметра ____________________________________________

Погрешность измерения амперметра ___________________________________

Запомните:

1) клемму амперметра со знаком + обязательно соединяют с проводником,

который идет от полюса со знаком + источника тока.

2) никогда не присоединяйте амперметр непосредственно к обеим клеммам источника тока без потребителя тока, последовательно соединенного с амперметром. Испортите амперметр!

1. Соберите электрическую цепь по рисунку 1. Запишите показания амперметра.

   

+

_

Рис 1 Место для схемы 1

Нарисуйте схему соединения приборов в цепь

1. Включите амперметр так, как показано на рисунках 2 и 3.

 

 

Рис 2 Рис 3

Запишите показания амперметра в таблицу:

№ опыта	Опыт 1	Опыт 2	Опыт 3
Показания амперметра I, A

5. Сравните показания амперметра и сделайте вывод. _________________________ _______________________________________________________________________

Тест по теме
«Электрический ток. Сила тока, напряжение, сопротивление. Закон Ома»

Вариант 1

1. Электрическим током называется…
А) упорядоченное движение частиц
Б) направленное движение заряженных частиц
В) направленное (упорядоченное) движение электронов
Г) беспорядочное движение частиц вещества

2. За направление тока принято направление …
А) движения электронов Б) движения ионов
В) движения положительно заряженных частиц
Г) движения отрицательно заряженных частиц

3. Какая величина равна отношению электрического заряда, прошедшего через поперечное сечение проводника, ко времени его прохождения?
А) сила тока Б) напряжение В) сопротивление

Г) работа тока

4. Электрическое напряжение измеряется в…
А) Амперах Б) Вольтах В) Джоулях Г) Омах

5. Сила тока в проводнике…
А) прямо пропорциональна напряжению на концах проводника
Б) прямо пропорциональна напряжению на концах проводника и его сопротивлению
В) обратно пропорциональна напряжению на концах проводника
Г) обратно пропорциональна напряжению на концах проводника и его сопротивлению

6. Реостат применяют для регулирования в цепи …
А) напряжения Б) силы тока В) напряжения и силы тока

7. 5,6 кОм =
А) 560 Ом Б) 5600 Ом В) 0,56 Ом Г) 0,0056 Ом

8. Найдите неверную формулу:
А) I = U * R Б) A = q * U В) U = I * R
Г) q = I * t

9. При увеличении длины проводника его электрическое сопротивление…
А) уменьшится Б) увеличится В) не изменится

10. Сила тока в электрической цепи 2 А при напряжении на его концах 5 В. Найдите сопротивление проводника.
А) 10 Ом Б) 0,4 Ом В) 2,5 Ом Г) 4 Ом

11. Найдите неверное соотношение:
А) 1 Ом = 1 В / 1 А Б) 1 В = 1 Дж / 1 Кл
В) 1 Кл = 1 А * 1 с Г) 1 А = 1 Ом / 1 В

12. Чему равно сопротивление медного проводника длиной 10 см и сечением 1 мм²? Удельное электрическое сопротивление меди 0,0017 Ом мм²/м
А) 0,00017 Ом Б) 0,017 Ом В) 1,7 Ом Г) 0,17 Ом

13. Сопротивление какого проводника больше? (См. рис.)
А) 1 Б) 2 В) 3

Вариант 2

1. Электрическим током в металлах называется…
А) упорядоченное движение ионов
Б) направленное движение ионов и электронов
В) направленное (упорядоченное) движение электронов
Г) беспорядочное движение частиц вещества

2. Какое из действий тока наблюдается всегда, какой бы проводник ни был?
А) тепловое Б) химическое В) магнитное

3. Какая величина равна отношению работы электрического поля при перемещении единичного положительного заряда к этому заряду?

А) сила тока Б) напряжение В) сопротивление Г) работа тока

4. Электрическое сопротивление измеряется в…
А) Амперах Б) Вольтах В) Джоулях Г) Омах

5. Сила тока в проводнике…
А) прямо пропорциональна напряжению на концах проводника и его сопротивлению
Б) обратно пропорциональна напряжению на концах проводника и его сопротивлению
В) прямо пропорциональна напряжению на концах проводника и обратно пропорциональна его сопротивлению
Г) прямо пропорциональна сопротивлению проводника и обратно пропорциональна напряжению

6.Вольтметр применяют для измерения в цепи …
А) напряжения Б) силы тока В) напряжения и силы тока
Г) работы тока Д) электрического заряда

7.0,86 кВ=
А) 86 В Б) 860 В В) 8600 В Г) 0,00086

8.Найдите верную формулу:
А) I = U * R Б) R = I * U В) U = I * R
Г) U = I / R

9.При увеличении поперечного сечения проводника его электрическое сопротивление…
А) уменьшится Б) увеличится В) не изменится

Дата добавления: 2017-01-14