Электрический Ток… — Задание Физика 8 Класс №00049792

Задание №11. Задания из Сборников и Задачников

Электрический Ток и Закон Ома

№2. Задание без номера

ID: 00049792

В чём различие в движении свободных электронов в металлическом проводнике, когда он присоединён к полюсам источника тока и когда он отсоединён от него?

Источник: Сборник дидактических материалов Пёрышкина

Решение

Представь толпу людей на площади: все бегают кто куда. Пока это хаос, толпа в целом никуда не идёт. Со свободными электронами всё похоже.

Пока проводник отсоединён, его электроны всё равно движутся. У проводника есть температура, поэтому они быстро носятся во все стороны и сталкиваются с ионами. Это тепловое, хаотическое движение. В среднем никакого общего сдвига нет.

Присоединяем проводник к полюсам источника. Внутри возникает электрическое поле, и оно действует на каждый электрон в одну и ту же сторону.

Заметь, хаотическое движение никуда не исчезает. К нему просто добавляется медленное смещение всей толпы вдоль провода. Это и есть упорядоченное движение, то есть ток.

Проверим числами, насколько они разные. Тепловая скорость электронов порядка $100\text{ км/с}$ , то есть $100000000\text{ мм/с}$ , а скорость упорядоченного смещения порядка $0{,}1\text{ мм/с}$ . Отношение

$\dfrac{100000000}{0{,}1}=1000000000.$

Смещение в миллиард раз медленнее хаоса, и всё равно именно оно создаёт ток.

Ответ

В отсоединённом проводнике свободные электроны движутся только хаотически. Когда проводник присоединён к источнику, в нём возникает электрическое поле, и к хаотическому движению добавляется упорядоченное: все электроны медленно смещаются в одну сторону.

Другие задания по теме «Электрический Ток и Закон Ома» (8)