Методическое пособие дополнительной общеразвивающей

Методическое пособие
дополнительной общеразвивающей программы «Физика (8 класс)»
по теме «Электрические явления» для выполнения контрольной работы № 4
1. Закон Кулона
Экспериментально было определено, что заряженные тела (частицы) взаимодействуют друг с другом.
Известно, что одноименно заряженные тела (частицы) отталкиваются, а разноименно заряженные –
притягиваются. Сила взаимодействия двух заряженных точечных тел (зарядов) зависит от величины этих
зарядов и от расстояния между ними. Закон взаимодействия точечных зарядов был сформулирован
французским ученым Ш. Кулоном на основе проведенного им эксперимента: сила взаимодействия двух
точечных неподвижных электрических зарядов в вакууме прямо пропорциональна произведению модулей
этих зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.
F = k∙
, где коэффициент пропорциональности k = 9∙109 Н∙м2/Кл2.
2. Электрический ток
Направленное движение электрических зарядов называется электрическим током. Носителями
зарядов в зависимости от типа проводника могут быть электроны и ионы.
При движении свободных заряженных частиц происходит перенос заряда. Количественной
характеристикой – силой тока I – принято считать скорость переноса заряда через любое поперечное
сечение проводника, I = , где q – электрический заряд, прошедший через произвольное фиксированное
поперечное сечение проводника за время от 0 до t.
Для получения в цепи постоянного электрического тока, т.е. неизменяющегося с течением времени,
на заряды в электрической цепи должны действовать силы электрического поля, создаваемого источником
тока. Если под действием электрического поля частица, несущая заряд q, перемещается вдоль проводника,
то говорят, что электрическое поле совершило работу А. Отношение работы А электрических сил над
зарядом q при перемещении его вдоль проводника из точки 1 в точку 2 называют электрическим
напряжением между точками 1 и 2: U = .
3. Закон Ома. Электрическое сопротивление.
Немецкий физик Г. Ом в 1827 г. в результате серии экспериментов установил, что для широкого
класса проводников сила электрического тока I в проводнике пропорциональна напряжению U на концах
проводника. Оказалось, что сила тока также зависит от свойств проводника, от его электрического
сопротивления R. Закон Ома - сила тока на участке электрической цепи прямо пропорциональна
напряжению на этом участке и обратно пропорциональна сопротивлению этого участка: I = .
Электрическое сопротивление проводника R зависит от рода вещества проводника и от его размеров:
R = ρ∙ , где L – длина проводника, S – площадь поперечного сечения проводника, ρ – удельное
сопротивление вещества, из которого изготовлен проводник. Удельное сопротивление определяют
экспериментально, результаты измерений приводят в физических справочниках. (Внимание! В
большинстве школьных таблиц значение удельного сопротивления дано в единицах Ом∙мм2/м, что
позволяет использовать в расчетах площадь поперечного сечения S в мм2).
4. Соединение проводников в электрической цепи.
Законы последовательного соединения:
А) Сила тока во всех проводниках, соединенных последовательно, одинакова – иначе заряды
накапливались бы в каких-то точках цепи. I = I1 = I2.
Б) Работа сил электрического поля над любым зарядом при его перемещении в электрической цепи будет
равно сумме работ электрических сил над этим зарядом, совершаемых силами поля при его перемещении
на отдельных участках цепи. Отсюда следует, что общее напряжение на некотором участке цепи равно
сумме напряжений на резисторах, составляющих этот участок: U = U1 + U2.
В) Из закона Ома следует, что общее сопротивление участка цепи равно сумме сопротивлений отдельных
резисторов, находящихся на данном участке: R = R1 + R2.
Законы параллельного соединения:
А) Т.к. работа сил электрического поля в расчете на единичный заряд в проводниках, соединенных
параллельно, одинакова, то напряжение на параллельно соединенных проводниках одинаково: U = U1 = U2.
Б) В любом узле, т.е. точке, где сходятся более двух проводов, по закону сохранения электрического
заряда сумма токов, втекающих в узел, равно сумме токов, вытекающих из него. Отсюда следует, что
общая сила тока при параллельном соединении резисторов равна сумме сил токов в отдельных ветвях
параллельной цепи: I = I1 + I2.
В) Из закона Ома следует, общее сопротивление R параллельного участка цепи можно определить
следующим образом: =
Пример задачи:
Пример задачи:
+
.