Что может заставить заряженные частицы упорядоченно двигаться
Перейти к содержимому

Что может заставить заряженные частицы упорядоченно двигаться

  • автор:

Постоянный электрический ток

В школьном курсе физики утверждается, что электрический ток — это упорядоченное движение заряженных частиц. В металлах заряженными частицами являются электроны, в неметаллах — ионы.

Что заставляет эти частицы упорядоченно двигаться? Электрические заряды одинаковых знаков взаимно отталкиваются, разных знаков — взаимно притягиваются. Пространство, в котором действуют силы взаимного притяжения или отталкивания между электрическими зарядами, называется электрическим полем.

Силы электрического поля воздействуют на любой заряд, по- мещенный в это поле, а именно, перемещают его. Чем ближе один заряд подносить к другому заряду такого же знака, тем большую силу нужно будет прикладывать, сопротивляясь силе от- талкивания, и тем больше у заряда будет накапливаться потен- циальная энергия.

Проведите такой опыт: поднесите один магнит к другому, закрепленному на месте, так, чтобы они отталкивались. Сначала Вы почувствуете небольшую силу отталкивания. Запомните положение магнита, это точка с низким потенциалом. Поднесите первый магнит еще ближе ко второму, сила

отталкивания будет более ощутима. Это точка с высоким потенциалом. А теперь резко отпустите тот магнит, который двигали — он «отпрыгнет» в сторону сам, хотя Вы его не толкали. Причем он будет стремиться попасть в точку с низким потенциалом, которую Вы для себя запомнили.

Хотя на магниты действуют другие силы, этот пример наглядно показывает, как ведут себя заряженные частицы в электрическом поле: они стремятся из точки с высоким потенциалом попасть в точку с низким потенциалом.

В обычном автомобильном аккумуляторе за счет химических реакций на минусовой клемме образуется избыток отрицательно заряженных частиц (электронов), а на положительной клемме — их недостаток. Между клеммами образуется разность потенциалов, которую называют напряжением.

Но электрического тока все еще нет, так как в нормальных условиях в воздухе почти нет свободных заряженных частиц. Если точки с разными потенциалами со- единить проводником, обычно металлическим проводом, то электроны с отрица- тельной клеммы аккумулятора начнут перемещаться в сторону положительной.

Это упорядоченное движение заряженных частиц и есть электрический ток.

Несмотря на то, что в действительности электроны движутся от отрицательной клеммы к положительной, принято считать, что ток идет от плюса к минусу. Такое направление тока было установлено произвольно еще до открытия электронов.

Со временем количество электронов на отрицательной клемме уменьшается, а на положительной возрастает. Это происходит до тех пор, пока потенциалы не станут одинаковыми. После выравнивания потенциалов электрический ток прекращается.

Поддерживать избыток электронов на отрицательной клемме и создавать раз- ность потенциалов (напряжение) позволяет автомобильный генератор.

Рисунок 3. Генератор и аккумулятор

Таким образом, для существования электрического тока необходима разность потенциалов и подсоединенный проводник со свободными заряженными частицами. Источник тока и проводник вместе образуют замкнутую электрическую цепь.

Характеристики постоянного тока

Постоянный ток характеризуется двумя параметрами — силой тока и напряжением.

Сила тока — это, упрощенно, количество частиц, которые упорядочен но движутся в проводнике. Чем их больше, тем большую работу может совершить электрический ток.

Рисунок 4. Нагрузка и сила тока

Сила тока измеряется в амперах (или в производных: миллиамперах — одна тысячная часть ампера, микроамперах — одна миллионная ампера).

Единицы измерения силы тока

1 А (один ампер) = 1 000 мА (одна тысяча миллиампер)
1 мА (один миллиампер) = 0,001 А (одна тысячная ампера)
1 мА (один миллиампер) = 1 000 мкА (одна тысяча микроампер)

Сила тока измеряется при помощи специального прибора — амперметра, который включается в электрическую цепь последовательно с потребителем (то есть получается цепь: аккумулятор — проводник — амперметр — проводник — потребитель — проводник — аккумулятор).

Рисунок 5. Включение амперметра

Для чего может понадобиться измерение этой силы? Какая для нас польза от знания количества этих зарядов? Польза есть, и немалая. При помощи одного лишь амперметра можно оперативно оценить правильность монтажа и избежать затрат на замену или ремонт испорченного оборудования. Показания прибора подскажут: есть ли в цепи короткие замыкания или иные утечки и неисправности. При выборе номинала предохранителя знание тока потребления также не окажется лишним.

Таблица 2. Потребеление тока

Исправная сигнализация в режиме ожидания

Стартер в момент запуска при холодном двигателе

Обычное автомобильное реле в сработавшем состоянии

Ответить на вопросы : Что называется электрическим током ? Электрическим током называется упорядоченное движение заряженных частиц. Что может заставить. — презентация

Презентация на тему: » Ответить на вопросы : Что называется электрическим током ? Электрическим током называется упорядоченное движение заряженных частиц. Что может заставить.» — Транскрипт:

1 Ответить на вопросы : Что называется электрическим током ? Электрическим током называется упорядоченное движение заряженных частиц. Что может заставить заряженные частицы упорядоченно двигаться ? Электрическое поле. Как можно создать электрическое поле ? С помощью электризации. Назовите виды источников тока. Электрофорная машина ; термоэлементы ; фотоэлементы ; солнечная батарея ; аккумулятор ; гальванический элемент.

3 Электродвигатели, лампы, плитки, электробытовые приборы называют приёмниками или потребителями электрической энергии. Электродвигатели, лампы, плитки, электробытовые приборы называют приёмниками или потребителями электрической энергии.

4 Электрическую энергию нужно доставить к приёмнику. Для этого приёмник соединяют с источником электрической энергии проводами. Электрическую энергию нужно доставить к приёмнику. Для этого приёмник соединяют с источником электрической энергии проводами.

5 Чтобы включать и выключать в нужное время приёмники электрической энергии применяют замыкающие и размыкающие устройства: ключи, рубильники, кнопки, выключатели. Чтобы включать и выключать в нужное время приёмники электрической энергии применяют замыкающие и размыкающие устройства: ключи, рубильники, кнопки, выключатели.

6 Источник тока, приёмники, замыкающие устройства, соединённые между собой проводами, составляют электрическую цепь. Источник тока, приёмники, замыкающие устройства, соединённые между собой проводами, составляют электрическую цепь.

7 Цепь называется замкнутой, если она состоит только из проводников электричества. Цепь называется замкнутой, если она состоит только из проводников электричества.

8 Для удобства изображения электрических цепей приборы на рисунках обозначают общепринятыми условными знаками. Для удобства изображения электрических цепей приборы на рисунках обозначают общепринятыми условными знаками.

9 Основные элементы электрической цепи. В физике все электроприборы имеют условные обозначения:

10 Чертежи, на которых изображены способы соединения электрических приборов в цепь, называют схемами. Чертежи, на которых изображены способы соединения электрических приборов в цепь, называют схемами.

11 Какие приборы входят в электрическую цепь? Что произойдёт при замыкании ключа? Какие приборы входят в электрическую цепь? Что произойдёт при замыкании ключа?

13 Что произойдёт при замыкании ключа? Где можно использовать такую электрическую цепь? Что произойдёт при замыкании ключа? Где можно использовать такую электрическую цепь?

14 Начертите схему электрической цепи из последовательно соединённых источника тока, звонка, ключа и лампочки. Начертите схему электрической цепи из последовательно соединённых источника тока, звонка, ключа и лампочки.

15 1. При сборке электрической схемы использовать провода с наконечниками, без видимых повреждений изоляции, избегать пересечения проводов. 2. Источник тока подключать в последнюю очередь. 3. Собранную электрическую схему включать только после проверки её учителем. 4. Не прикасаться к находящимся под напряжением элементам цепи.

16 5. Не производить переключений в цепях до отключения источника тока. 6. Не допускать предельных перегрузок измерительных приборов. 7. При обнаружении неисправности в работе электрических устройств, повышенном их нагревании, появления искрения, запаха горелой изоляции и т.д. немедленно отключить источник электропитания и сообщить об этом учителю.

17 8. Не оставлять без надзора не выключенные электрические устройства. 9. После работы отключить электрические устройства и приборы от источника электропитания, разобрать электрическую схему. 10. Привести в порядок рабочее место, сдать учителю приборы и оборудование.

18 Соберите электрическую цепь по схеме. Соберите электрическую цепь по схеме.

Урок физики 8 класс «Электрический ток. Источники тока»

Урок изучения нового материала с первичным закреплением новых знаний.

Оборудование: металлическая трубка, эбонитовая палочка, легкий шарик, электрофорная машина, термоэлемент, спиртовка, два гальванометра, фотоэлемент, лампа на подставке, гальванический элемент, батарея гальванических элементов, аккумулятор.

На столах учеников – батареи гальванических элементов, лампочки на подставках, соединительные провода, ключ.

Демонстрации:

  1. Отталкивание легкого шарика от металлической трубки, подвешенной на нитях, к которой подносится заряженная эбонитовая палочка.
  2. Электрофорная машина.
  3. Демонстрация работы термоэлемента (рис. 43 учебника).
  4. Демонстрация работы фотоэлемента (рис. 44 учебника) и солнечной батареи.
  5. Демонстрация устройства и работы сухого гальванического элемента.
  6. Таблица «Гальванические источники тока», «Аккумуляторы».

Виды педагогических технологий, применяемые на данном уроке:

  • информационная технология;
  • личностно – ориентированное обучение (беседа – ответы на вопросы; развитие, понимание и объяснение опытов, творчество и исследовательский поиск при решении проблемного вопроса).

Ход урока:

  1. Подготовка к усвоению нового материала (мотивация и формулировка цели урока).

Учитель: Тема сегодняшнего урока: «Электрический ток. Источники электрического тока». Слово «электричество», «электрический ток» прочно вошли в нашу жизнь. Мы настолько привыкли к тому, что нас окружают электроприборы и электрические явления, что порой не замечаем, какую огромную роль они играют в нашей жизни.

Представьте себе на минуту, что отключили электричество в наших домах. Что было бы? Каковы последствия этого события?

Ученики: Если отключат электричество, то погаснет свет, не сможем посмотреть телевизор, не будут работать компьютеры, холодильники, все электроприборы, останемся без воды и тепла, так как насосы, качающие воду, работают на электричестве, не смогли бы подзарядить сотовые телефоны.

Учитель: Делаем вывод: электричество играет огромную роль в нашей жизни, поэтому важно знать, что это такое. Цель сегодняшнего урока: выяснить, что такое электрический ток и какие условия необходимы для его существования.

  1. Актуализация опорных знаний учащихся.

Учитель: Но прежде всего давайте вспомним ранее изученный материал и ответим на следующие вопросы.

  1. Что такое электризация тел?
  2. Как можно наэлектризовать тело?
  3. Назовите два рода зарядов. Как взаимодействуют тела, имеющие электрические заряды?
  4. Что такое проводники и непроводники электричества?
  5. Какие металлы проводят электричество?
  6. Под действием чего движутся свободные электроны в металлах?
  7. Какие заряженные частицы вы знаете?
  8. Что такое энергия?
  9. Какие виды энергии вы знаете?
  10. Какой энергией обладает движущийся автомобиль? Летящий самолет? Нагретая батарея?

III. Освоение нового материала:

Демонстрирую опыт №1. Легкий шарик касается конца трубки из металлической фольги. Шарик и трубка подвешены на шелковых нитях. Если поднести к другому концу трубки заряженную эбонитовую палочку, то шарик оттолкнется от трубки. Предлагаю ученикам объяснить опыт. Что при этом происходит?

Ученики: Вокруг заряженной эбонитовой палочки существует электрическое поле. Под действием этого поля свободные электроны в металлической трубке перемещаются к противоположному концу трубки и часть их переходит на шарик. Шарик заряжается отрицательно и отталкивается от трубки, так как одноименные заряды отталкиваются.

Учитель: В нашем опыте электроны в металлической трубке движутся в одном направлении т.е. упорядоченно. В этом случае можно сказать, что по трубке протекает электрический ток.

Кроме металлических проводников мы будем изучать и другие проводники, например, проводящие ток жидкости. В них кроме электронов есть и другие заряженные частицы-ионы. Они тоже могут перемещаться. Сформулируем вместе, что же такое электрический ток?

Первые ключевые слова: Электроны и ионы – это.

Ученики: Заряженные частицы.

Второе ключевое слово: Что с ними происходит?

Ученики: Заряженные частицы движутся.

Третье ключевое слово: Как они движутся?

Ученики: Заряженные частицы движутся в одном направлении.

Четвертое ключевое слово: Под действием чего движутся заряженные частицы?

Ученики: Заряженные частицы движутся под действием электрического поля.

Итак, электрический ток – это упорядоченное (направленное) движение заряженных частиц, под действием электрического поля.

  1. Условия существования тока

В нашем опыте в металлическом проводнике возникает электрический ток. Но он быстро прекращается. Почему он является кратковременным? По мере перемещения зарядов с палочки на трубку и далее по трубке электрическое поле вокруг палочки уменьшается, а вокруг левого конца трубки растет. При равенстве зарядов их электрические поля компенсируют друг друга и движение электронов прекращается. Значит, для того, чтобы ток в цепи существовал долго, необходимо создать электрическое поле и постоянно поддерживать его. Для этого используются специальные устройства, называемые источниками тока.

Источники тока – это устройства, создающие и поддерживающие длительное время электрическое поле. Существуют различные источники тока, но в любом из них совершается работа по разделению положительно и отрицательно заряженных частиц. Разделенные заряженные частицы накапливаются на полюсах источника тока. Один полюс заряжен положительно, второй – отрицательно. Если полюсы источника соединить проводником, то в нем под действием электрического поля возникает электрический ток, т.е. свободные заряженные частицы придут в нем в движение. Убедитесь в этом сами.

Учащиеся выполняют фронтальный опыт : под руководством учителя собирают электрическую цепь, состоящую из батареи гальванических элементов, лампочки, ключа и соединительных проводов. Замыкают ключ, убеждаются, что лампочка горит.

В настоящий момент источник тока совершает работу. Что необходимо для того, чтобы тело совершило работу?

Ученики: Чтобы совершить работу, тело должно обладать энергией.

Верно. Работа по разделению зарядов в источнике тока может совершаться за счет различных энергий. Поэтому существуют разные виды источников тока.

Произвожу демонстрацию опытов по рис. 42-44 учебника. В ходе выполнения опытов задаю вопрос. Какой вид энергии превращается в электрическую в данном опыте? После обсуждения каждого опыта заполняем соответствующую строку таблицы 1.

Демонстрирую опыт №2. Действие электрофорной машины.

Вывод: Разделение зарядов происходит за счет механической энергии. При вращении дисков происходит трение щеток о диск, что приводит к разделению зарядов. В результате один электрод машины заряжается положительно, а другой отрицательно. Если приблизить электроды машины , то возникает кратковременный ток в виде электрического разряда в воздухе.

Для того , чтобы ток протекал постоянно, необходимо непрерывно вращать ручку электрофорной машины. Конечно, таким образом создавать электрический ток длительное время невозможно. На электростанциях электрический ток вырабатывают с помощью генераторов. Этот ток используется в промышленности, на транспорте, в осветительной сети.

Демонстрирую опыт №3. Действие термоэлемента.

Вывод: Если две проволоки, изготовленные из разных металлов, спаять, затем нагреть место спая, то по цепи потечет электрический ток. Разделение зарядов происходит за счет изменения внутренней энергии веществ.

Демонстрирую опыт №4. Действие фотоэлемента и солнечной батареи.

Вывод: Если такие вещества, как кремний, селен, оксид меди осветить, то в цепи возникает электрический ток. Это явление называется фотоэффектом. Световая энергия превращается в электрическую.

Чтобы перейти к следующему источнику тока расскажу немного об истории их создания.

В 1799 году итальянский физик Алессандро Вольта, опираясь на результаты исследований Луиджи Гальвани, изготовил электрическую батарею, названную вольтовым столбом. Батарея Вольта была составлена из чередующихся медных и цинковых кружков, которые были сложены столбиком и переложены кусочками сукна, смоченного в растворе серной кислоты. Как оказалось впоследствии. Эта батарея не была первым химическим источником тока. В начале 20 века при археологических раскопках в Ираке был найден странный предмет. Его нашли среди руин древнего поселения неподалеку от Багдада. Это была глиняная ваза высотой около 15 см. В ней находился цилиндр из меди со вставленным в него железным стержнем. При обследовании находки ученые пришли к выводу: это останки электрической батарейки. В дальнейшем такие сосуды находили в большом количестве. Определили, что заливались они уксусом, а герметизировались смолой. Использовали такие батарейки в древности, по- видимому, для гальванического золочения мелких серебряных украшений.

Вывод: Внутри гальванического элемента непрерывно идет химическая реакция, в результате которой происходит разделение зарядов. В результате один электрод становится положительно заряженным, а другой отрицательно заряженным. Электроды находятся в электролите, с которым они взаимодействуют в ходе химической реакции. Сверху все это герметизируется.

Выделим основные части любого гальванического элемента:

  1. Положительный электрод.
  2. Отрицательный электрод.
  3. Электролит.
  4. Герметик.

В гальваническом элементе Вольта положительный электрод – медная пластина, отрицательный электрод – цинковая пластина, электролит – раствор серной кислоты, герметик – смола. В древней батарейке из Ирака положительный электрод – железный стержень, отрицательный электрод – медный цилиндр, электролит – уксус, герметик – смола. Как видим в обоих элементах электролит жидкий. Это очень неудобно: представьте себе, что мы в наручных часах или в мобильном телефоне носим банку с серной кислотой, которая при неудачном ударе может разбиться. Поэтому в современных элементах электролит не жидкий, а в виде пасты или густого клейстера. Такие батарейки называют сухими.

Работа с учебником.

Откройте учебники на с. 79. На рис 45 рассмотрите устройство сухого гальванического элемента и в тексте найдите ответы на вопросы.

Вопросы:

  1. Что такое батарея гальванических элементов?

(Несколько гальванических элементов, соединенных вместе, образуют батарею гальванических элементов).

  1. Срок действия гальванических элементов? (Все гальванические элементы и батареи гальванических элементов имеют определенный срок действия. После этого мы их просто выбрасываем).
  2. Существуют ли химические источники тока многоразового действия? (Да. Это аккумуляторы, от латинского слова аккумуляторе — накоплять).
  3. Что представляет простейший аккумулятор? (Простейший аккумулятор – это две свинцовые пластины, помещенные в раствор серной кислоты. Чтобы аккумулятор был источником тока, надо зарядить от какого – то другого источника постоянного тока. При прохождении тока между пластинами и кислотой происходит химическая реакция. При этом один электрод становится положительно заряженным, а второй — отрицательно заряженным).
  4. Какие виды аккумуляторов бывают? (Аккумуляторы бывают двух видов:
  5. Кислотные (свинцовые) — свинцовая пластина в растворе серной кислоты:
  6. Щелочные (железно — никелевые) – одна пластина из спрессованного железного порошка, вторая – из пероксида никеля. Помещены в раствор щелочи.)

А с какими источниками тока вам приходилось чаще всего сталкиваться в повседневной жизни?

Ученики: Аккумуляторы.

Действительно, очень часто мы используем именно аккумуляторы. Сотовые телефоны необходимо периодически подзаряжать. Для этого мы используем зарядное устройство или так называемый сетевой адаптер, который преобразует переменный ток напряжением 220 В из осветительной сети в постоянный ток напряжением 3 В.Чаще всего там используется литиево – ионный аккумулятор или батарея, в которой применяется раствор солей лития в органическом растворителе. Ну а теперь мы полностью завершаем заполнение таблицы.

1) Что называют элекстрическим током?2) Что может заставитьзаряженные частицы упорядоченно двигаться?3)Как можно создать

1) Что называют элекстрическим током?
2) Что может заставитьзаряженные частицы упорядоченно двигаться?
3)Как можно создать элекстрическое поле?
4) Можно ли искру, возникшую в электрофорной машине, назвать элекстрическим током?

Голосование за лучший ответ
1.упорядоченное движение электронов)))

1Электрический ток, упорядоченное (направленное) движение электрически заряженных частиц или заряженных макроскопических тел
2Нужна сила, действующая на них в определенном направлении. Как только эта сила перестает действовать, то упорядоченное движение частиц прекратится.
3Для того, чтобы создать электрическое поле, необходимо создать электрический заряд
4Да, является (электрический ток в газах).

1)Электрический ток — это процесс направленного движения заряженных частиц
3)Для создания электрического поля нужный источник тока, потребитель электрической энергии, соединительные элементы, закрывающие устройства

Электрический ток — это направленное (упорядоченное)
движение заряженных частиц, электронов, ионов. За условное направление эл. тока принято направление положительных зарядов. Пространство между полюсами является эл. полем.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *