Занятие №32 Электризация тел. Закон Кулона. Закон Кулона

Занятие №32 Электризация тел. Закон Кулона. Закон Кулона: сила электрического взаимодействия двух неподвижных точечных зарядов в вакууме прямо пропорциональна произведению модулей этих зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. в СИ: А закон Кулона имеет вид: =8,85.10-12 Кл2/Н.м2.-называется электрической постоянной. Если заряды находятся в каком- либо веществе, то закон Кулона имеет вид: -диэлектрическая проницаемость среды. ЭЛЕМЕНТАРНЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЗАРЯД (е) фундаментальная константа, равная абсолютной величине наименьшего электрического заряда, которым может обладать наблюдаемая частица: е = 1,6.10-19 Кл. Электрический заряд любого тела кратен элементарному. ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ЗАРЯДА – при любых процессах в замкнутой системе ее полный электрический заряд остается неизменным. Задача №1. Две тучи, размерами которых для упрощения можно пренебречь, взаимодействуют с силой 90 кН. Определить заряд одной из туч, если заряд второй тучи 25 Кл, а расстояние между ними 5 км. Задача №2. С какой силой взаимодействуют два точечных заряда по 60 нКл каждый, разделённые слоем слюды толщиной 1 мм? Диэлектрическая проницаемость слюды равна 6. Принять 4πε0=10-10 Ф/м. Домашнее задание. Учить конспект. Прочитать § 8.1. Решить задачу:№682. С какой силой взаимодействуют два заряда по 10 нКл, находящихся на расстоянии 3 см друг от друга? Занятие № 33 Электрическое поле. Напряжённость электрического поля. Графическое изображение полей. Электрическое поле является, как и другие физические поля, одним из видов материи; оно существует реально и независимо от наших знаний о нём. ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ .Электромагнитное поле, проявляющееся через свое воздействие на заряженные тела (или частицы), независимо от того, движутся они или нет. Источником электрического поля являются электрические заряды, а также переменное магнитное поле. ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОЕ ПОЛЕ-поле, создаваемое неподвижными зарядами. Силовые линии электростатического поля , либо начинаются на положительных, оканчиваются на отрицательных зарядах, либо одним своим концом уходят в бесконечность. Силовые линии вихревого электрического поля замкнуты. НАПРЯЖЁННОСТЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ (Е) Е- напряжённость эл. поля (В/м); F- сила (Н); q- заряд (Кл). векторная физическая величина, измеряемая отношением силы, действующей на электрический заряд, к величине этого заряда. Напряжённость точечного заряда q - заряд (Кл); ε0- электрическая постоянная (Ф/м); ε - диэлектрическая проницаемость среды; r - расстояние до заряда (м). Единицей напряженности в СИ является ньютон на кулон или вольт на метр (Н/Кл = В/м). ПРИНЦИП СУПЕРПОЗИЦИИ ПОЛЕЙ– напряженность поля (электрического, магнитного или гравитационного), создаваемого несколькими источниками, равна сумме напряженностей полей, создаваемых этими источниками по отдельности. Задача №1. На расстоянии 3 см от заряда 3,6 нКл, находящегося в диэлектрике, напряжённость электростатического поля равна 20 кВ/м. Какова диэлектрическая проницаемость диэлектрика? Принять 4πε0=10-10 Ф/м. Задача №2. Найти напряжённость электростатического поля в точке, в которой на заряд 15 нКл действует сила 6 мкН. Домашнее задание. Выучить конспект. Решить задачу: №698. В некоторой точке поля на заряд 2 нКл действует сила 0,4 мкН. Найти напряжённость поля в этой точке. Занятие №34 Работа в электрическом поле. Потенциал, разность потенциалов. Связь между напряжённостью и разностью потенциалов. РАБОТА ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОГО ПОЛЯ – работа, которую совершают электростатические силы при перемещении заряженной частицы из одной точки поля в другую. А=Eqd А – работа (Дж); Е - напряжённость эл. поля (В/м); q - заряд (Кл); d - перемещение (м). ПОТЕНЦИАЛ электростатического поля (φ) - скалярная физическая величина, равная отношению потенциальной энергии пробного заряда в поле к величине этого заряда. Работа электростатического поля по любой замкнутой траектории равна нулю. Вводится как энергетическая характеристика поля. Единицей потенциала в СИ является вольт (В). Разность потенциалов(∆=φ1-φ2) ∆φ- разность потенциалов [В]; А- работа [Дж]; q- заряд [Кл]. Разность потенциалов для электростатического поля совпадает с напряжением. ЭКВИПОТЕНЦИАЛЬНАЯ ПОВЕРХНОСТЬ - поверхность, все точки которой имеют один и тот же потенциал. Связь напряжённости с разностью потенциалов. Эта формула позволяет: Вычислить Е через величины, которые можно измерить. Получить единицу измерения Е [В/м]. Задача №1. В однородном электростатическом поле с напряжённостью 1000 В/м переместили заряд 25 нКл в направлении линии напряжённости на 2 см. Найти работу перемещения заряда. Ответ выразить в микроджоулях (мкДж). Задача №2. Какую работу надо совершить, чтобы перенести положительный заряд 4.10-6 Кл из точки с потенциалом 10 В в точку с потенциалом 5 В? Ответ выразить в микроджоулях (мкДж). Домашнее задание. Выучить конспект. Решить задачу: №734. При перемещении заряда между точками с разностью потенциалов 1 кВ электрическое поле совершило работу 40 мкДж. Чему равен заряд? Занятие № 35,36 Проводники и диэлектрики в электрическом поле. Электроёмкость. Конденсаторы. Энергия электрического поля. ПРОВОДНИКИ– вещества, содержащие свободные заряженные частицы, то есть частицы, способные перемещаться по всему объему вещества под действием сколь угодно слабого электрического поля. К проводникам относятся: металлы, электролитические жидкости и плазма. Электрическое поле внутри проводника равно нулю. ДИЭЛЕКТРИКИ– вещества, не содержащие свободных заряженных частиц. Диэлектриками при нормальных условиях являются: все газы, многие чистые жидкости (включая воду), пластмассы, неметаллические кристаллы. Существуют два вида диэлектриков: полярные и неполярные (они различаются строением молекул). Поляризованный диэлектрик сам создаёт эл. поле. Это поле ослабляет внутри диэлектрика внешнее эл. поле. ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЁМКОСТЬ конденсатора (С) – скалярная физическая величина, равная отношению заряда конденсатора к разности потенциалов между его обкладками. Единицей электроемкости в СИ является фарад (Ф). С- электроёмкость [Ф]; q- заряд [Кл]; U- напряжение [В]. Электроёмкость плоского конденсатора ε0 -электрическая постоянная (Ф/м); ε -диэлектрическая проницаемость среды; S- площадь одной из пластин (м2); d- расстояние между пластинами (м). Виды конденсаторов: Бумажные (обкладки: две ленты тонкой металлической фольги, между ними бумажная лента, пропитанная парафином). Слюдяные ( листки станиоля прокладываются слюдой), могут работать при напряжениях от сотен до тысяч вольт. Керамические (обкладки в виде слоя серебра, нанесённого на поверхность керамики и защищена слоем лака). Широкое распространение получили электролитические конденсаторы. Задача №1. Антенны нередко электризуются под действием ветра с пылью или сухим снегом. Определите потенциал, до которого зарядилась антенна, если её электроёмкость 200 пФ, а заряд 10-9 Кл. Задача №2. Какова электроёмкость проводника, если при сообщении заряда 0,2 нКл его потенциал стал равным 40 В? Ответ выразить в пикофарадах (пФ) Домашнее задание. Выучить конспект. Решить задачу:№754. Какова ёмкость конденсатора, если при его зарядке до напряжения 1,4 кВ он получает заряд 28 нКл? Занятие №38,39 Закон Ома для участка цепи. Сопротивление. Соединение проводников. ЗАКОН ОМА для участка цепи – сила тока на участке цепи равна отношению напряжения на его концах к сопротивлению этого участка. I- сила тока [А]; U- напряжение [В]; R- сопротивление [Ом]. СИЛА ТОКА ( I ) – скалярная физическая величина, равная отношению заряда, переносимого через сечение проводника за малый промежуток времени, к этому промежутку времени. I- сила тока [А]; q-заряд [Кл]; t- время [с]. СОПРОТИВЛЕНИЕ электрическое (R) – скалярная физическая величина, характеризующая противодействие проводника электрическому току. Из закона Ома для участка цепи следует, что при одном и том же напряжении в проводнике с большим сопротивлением течет меньший ток. R - сопротивление [Ом]; ρ - удельное сопротивление [Ом . м]; l - длина проводника [м]; S - площадь поперечного сечения проводника [м2]. УДЕЛЬНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ – скалярная физическая величина, численно равная сопротивлению цилиндрического проводника единичной длины и единичной площади поперечного сечения. Единицей удельного сопротивления в СИ является Ом - метр (Ом·м). Последовательное соединение проводников Параллельное соединение проводников Задача №1. Два резистора сопротивлениями 12 и 8 Ом соединены параллельно. Найти общее сопротивление этой цепи. Задача №2. Чему равно сопротивление участка цепи, если при силе тока 4 мА напряжение на участке равно 2 кВ? Ответ выразить в килоомах (кОм). Домашнее задание. Выучить конспект. Прочитать: §§ 9.1,9.2 (стр.178-181). Решить задачу: №780. Можно ли включить в сеть напряжением 220 В реостат, на котором написано: а) 30 Ом, 5 А; б) 2000 Ом, 0,2 А? Занятие №42 Виды источников. ЭДС – источника. Закон Ома для полной цепи. ЭЛЕКТРОДВИЖУЩАЯ СИЛА (ЭДС) – скалярная физическая величина, равная отношению работы, совершаемой сторонними силами при перемещении заряда вдоль контура, к величине этого заряда. ε- (ЭДС) электродвижущая сила (В); Аст- работа сторонних сил (Дж); q- заряд (Кл). ЭДС является величиной, характеризующей лишь свойства самого источника тока. Единицей ЭДС в СИ является вольт (В). ИСТОЧНИК ТОКА – в широком смысле: любое устройство, обеспечивающее длительное движение носителей тока в проводниках. Виды источников: механические источники тока ( динамо-машина); химические – устройства, преобразующие энергию химических (окислительно-восстановительных) реакций в электрическую энергию (к химическим источникам тока относятся гальванические элементы и аккумуляторы); электромагнитные (индукционные генераторы); солнечные батареи. ЗАКОН ОМА для полной (замкнутой) цепи – сила тока в замкнутой цепи равна отношению ЭДС цепи к ее полному сопротивлению, равному сумме внешнего сопротивления и внутреннего сопротивления источника тока. I- сила тока (А); ε- ЭДС (В); R- внешнее сопротивление цепи (Ом); r- внутреннее сопротивление источника(Ом). Сила тока короткого замыкания Задача №1. ЭДС аккумулятора 2 В напряжение на внешнем участке цепи 1,8 В при токе в цепи 2 А. Определите внутреннее сопротивление аккумулятора. Задача №2. Электрическая цепь состоит из источника тока с ЭДС 7,2 В и потребителя сопротивлением 2 Ом. Чему равна сила тока в цепи, если внутреннее сопротивление источника 1 Ом. Домашнее задание. Выучить конспект. Решить задачу: № 815. К источнику с ЭДС 12 В и внутренним сопротивлением 1 Ом подключён реостат, сопротивление которого 5 Ом. Найти силу тока в цепи и напряжение на зажимах источника. Занятие № 44 Работа и мощность тока. Закон Джоуля – Ленца. РАБОТА ТОКА – работа, которую совершает электрическое поле при прохождении тока по цепи. А- работа тока (Дж); I-сила тока (А); U- напряжение (В); t- время (с). Используя закон Ома для участка цепи можно получить ещё два выражения этой работы: МОЩНОСТЬ ТОКА (P) – скалярная физическая величина, равная отношению работы тока ко времени, за которое она была совершена. Р- мощность тока (Вт); А- работа тока (Дж); t- время (с). P - мощность тока (Вт); U - напряжение (В); I - сила тока (А). Используя закон Ома для участка цепи можно получить ещё два выражения мощности: ЗАКОН ДЖОУЛЯ –ЛЕНЦА – количество теплоты, выделяемое проводником с током, равно произведению квадрата силы тока, сопротивления проводника и времени прохождения по нему тока. Задача №1. За какое время электрический ток на участке цепи совершит работу 16 Дж, если напряжение на этом участке 2,5 В, а сила тока 0,2 А? Задача №2. Сколько теплоты выделится в проводнике сопротивлением 3 кОм при протекании по нему тока 70 мА в течение 10с? Домашнее задание. Выучить конспект. Сделать индивидуальное расчётное задание (рассчитать стоимость электроэнергии, потреблённой вашей семьёй за неделю). Прочитать § 9.2 (стр.184-186)Решить задачу: №806. Объяснить, почему при последовательном включении двух ламп мощностью 40 и 100 Вт первая горит значительно ярче второй. Занятие №46,47 Взаимодействие токов. Магнитная индукция. Магнитное поле Земли. Сила Ампера. МАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ - это силовая характеристика магнитного поля. Вектор магнитной индукции направлен всегда так, как сориентирована свободно вращающаяся магнитная стрелка в магнитном поле. Единица измерения магнитной индукции в системе СИ является тесла (Тл). ЛИНИИ МАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ - это линии, касательными к которой в любой её точке является вектор магнитной индукции. Для определения направления линий магнитной индукции вводится правило буравчика: если направление движения буравчика совпадает с направлением тока в проводнике, то направление движения ручки совпадает с направлением вектора магнитной индукции. СИЛА АМПЕРА – сила, с которой магнитное поле действует на помещенный в него проводник с током. FA-сила Ампера (Н); В- магнитная индукция (Тл); I- сила тока (А); ∆l- длина проводника (м); α- угол между В и I. Направление силы Ампера находится по правилу левой руки: линии магнитной индукции должны входить в ладонь, четыре вытянутых пальца направлены по току, тогда отогнутый на 900 большой палец покажет направление силы Ампера. Задача №1. Определите величину силы, выталкивающей прямолинейный проводник из магнитного поля, если магнитная индукция поля 1,3 Тл, длина проводника 20 см, ток в нём 10 А, а угол между направлениями проводника и вектора индукции равен 900. Задача №2.ьОпределить силу, действующую при силе тока 100 А на проводник длиной 0,5 м, если он находится в магнитном поле, вектор индукции которого перпендикулярен току, а значение её равно 0,6 Тл. Домашнее задание. Выучить конспект. Прочитать: §§ 11,1; 11.2. Решить задачу: № 841. С какой силой действует магнитное поле индукцией 10 мТл на проводник, в котором сила тока 50 А, если длина активной части проводника 0,1 м? Линии индукции поля и ток взаимно перпендикулярны. Занятие №48 Сила Лоренца. СИЛА ЛОРЕНЦА – сила, с которой магнитное поле действует на движущуюся в нем заряженную частицу. Сила Лоренца всегда перпендикулярна направлению движения частицы и вектору магнитной индукции. Fл- сила Лоренца (Н); q-заряд (Кл); υ-скорость частицы (м/с); В-индукция магнитного поля(Тл); α- угол между υ и В. Направление силы Лоренца определяют по правилу левой руки: если левую руку расположить так, чтобы вектор магнитной индукции В входил в ладонь, а четыре пальца были направлены по движению положительного заряда, то отогнутый на 90º большой палец покажет направление силы Лоренца. Применение: В масс- спектрографах, циклотронах, (современный циклотрон используемый для лучевой терапии), кинескопах, электронных микроскопах, для удержания горячей плазмы в термоядерном реакторе, В ТОКАМАКе ( устройство для осуществления реакции термоядерного синтеза), МГД- генераторе (МГД- магнитогазодинамический генератор). Задача №1. Электрон движется в магнитном поле с индукцией 45 мТл со скоростью 1,2 км/с перпендикулярно линиям индукции поля. Найти величину (модуль) центростремительного ускорения электрона. Задача №2. Электрон движется в вакууме в однородном магнитном поле с индукцией 6 мТл со скоростью 5 Мм/с перпендикулярно линиям индукции. Определить силу, действующую на электрон. Домашнее задание. Выучить конспект. Прочитать §11.3. Решить задачу: №847. Какая сила действует на протон, движущийся со скоростью 10 Мм/с в магнитном поле индукцией 0,2 Тл перпендикулярно линиям индукции? Занятие №49 Магнитный поток. Магнитные свойства вещества. Магнитосфера и радиационные пояса Земли. МАГНИТНЫЙ ПОТОК (Ф) – скалярная физическая величина, равная произведению модуля индукции В этого поля, площади S плоской поверхности, через которую рассматривается данный поток, и косинуса угла между направлениями индукции и нормали к данной поверхности. Единицей магнитного потока в СИ является вебер (Вб). Ф- магнитный поток через контур (Вб); В- магнитная индукция (Тл); S- площадь контура (м2); α- угол между В и нормалью (перпендикуляром) к S. Максимальный магнитный поток, когда α=0 и Ф=0, когда α=900. МАГНИТНАЯ ПРОНИЦАЕМОСТЬ (μ) – физическая величина, характеризующая магнитные свойства вещества и зависящая от рода этого вещества и его состояния. Она равна отношению индукции магнитного поля, возникшего в среде из этого материала, к индукции этого же поля в вакууме. μ -магнитная проницаемость среды; В- магнитная индукция в данной среде (Тл); В0- магнитная индукция в вакууме (Тл). ФЕРРОМАГНЕТИКИ – вещества, у которых магнитная проницаемость μ>> 1. Это – железо, никель, кобальт, множество их сплавов, а также редкоземельные элементы. При возрастании температуры намагниченность ферромагнетиков уменьшается, они теряют свои ферромагнитные свойства и превращаются в парамагнитные вещества. Для каждого ферромагнитного материала есть своя температура перехода, называемая точкой Кюри; так, например, для Fe – 1043 К, Со – 1393 К, Ni – 631 К. ПАРАМАГНЕТИКИ – слабомагнитные вещества, магнитная проницаемость которых чуть больше единицы: μ> 1Парамагнетиками являются : азот, кислород, алюминий, эбонит, платина, олово, титан и др. ДИАМАГНЕТИКИ – слабомагнитные вещества, магнитная проницаемость которых чуть меньше единицы: μ < 1. Диамагнетиками являются: вода (μ = 0,999991), медь (μ= 0,9999897), золото (μ= 0,999961), этиловый спирт (μ= 0,9999927) и др. МАГНИТОСФЕРА Земли – это область околопланетного пространства, физические свойства которой определяются магнитным полем планеты и его взаимодействием с потоками заряженных частиц космического происхождения (с солнечным ветром). Задача №1. Контур площадью 100 см2 находится в однородном магнитном поле с индукцией 20 Тл. Чему равен магнитный поток, пронизывающий контур, если плоскость контура перпендикулярна вектору индукции? Домашнее задание. Выучить конспект. Прочитать § 11.4. Решить задачу: №837. Магнитный поток внутри контура, площадь поперечного сечения которого 60 см2, равен 0,3 мВб. Найти индукцию магнитного поля внутри контура. Поле считать однородным и перпендикулярным плоскости проводника. Занятие №50,51 Электрический ток в полупроводниках. Собственная и примесная проводимость. Применение полупроводников. Проводники- вещества, электрическая проводимость которых занимает промежуточное место между проводимостью металлов и диэлектриков. К полупроводникам относятся большинство веществ, составляющих примерно 4/5 объёма земной коры. Это ряд элементов, большинство минералов, различные окислы, сульфиды, теллуриды и др. хим. соединения. Характерной особенностью полупроводников, отличающей их от металлов, является резкое убывание удельного сопротивления с ростом температуры. СОБСТВЕННАЯ ПРОВОДИМОСТЬ полупроводников– проводимость полупроводников, не содержащих примесей. Обычно невелика, обусловлена наличием в полупроводнике свободных электронов и дырок. ПРИМЕСНАЯ ПРОВОДИМОСТЬ полупроводников – проводимость обусловлена внесением в их кристаллические решетки примесей (атомов посторонних химических элементов). При наличии таких примесей число носителей тока в полупроводнике резко возрастает, и он приобретает либо преимущественно электронную проводимость (в случае донорной примеси), либо преимущественно дырочную проводимость (в случае акцепторной примеси). В первом случае полупроводник называют полупроводником n-типа, во втором – полупроводником p-типа. ДОНОРНАЯ ПРИМЕСЬ – атомы элементов V группы (P, As, Sb) в полупроводниках IV группы (Ge, Si). Из пяти валентных электронов у атомов донорной примеси четыре участвуют в создании ковалентной связи с соседними атомами полупроводника, а пятый, будучи слабо связанным с атомом примеси, легко его покидает и становится свободным. АКЦЕПТОРНАЯ ПРИМЕСЬ – примесь в полупроводнике, приводящая к возникновению в нем преимущественно дырочной проводимости. Пример акцепторной примеси – атомы элементов III группы (B, Al, Ga, In) в полупроводниках IV группы (Ge, Si). ЭЛЕКТРОННО-ДЫРОЧНЫЙ ПЕРЕХОД (p–n-переход) – область полупроводника, в которой происходит смена электронной проводимости на дырочную. Возникает в месте контакта p- и n-областей полупроводника. Использование полупроводниковых приборов: полупороводниковые диоды, термореле (может быть использовано для сигнализации о том, что в электропечи достигнута заданная t; тепловой пожарный датчик с термореле 68 – 72 градуса), термисторы (используются для создания очень чувствительных термометров, размеры: несколько мм или даже доли его, для измерения t небольших участков человеческого тела, листьев растений и т.д). Задача №1. Как объяснить, почему уменьшается удельное сопротивление полупроводников с повышением температуры? Задача №2. Пользуясь таблицей Д.И. Менделеева, назовите элементы, подходящие для примеси к германиевому полупроводнику, чтобы он обладал: а) электронной проводимостью? б) дырочной проводимостью? Какая валентность должна быть у примеси в обоих случаях? Домашнее задание. Выучить конспект. Прочитать §10.5. Решить задачу:№873. Для получения примесной проводимости нужного типа в полупроводниковой технике часто применяют фосфор, галлий, мышьяк, индий, сурьму. Какие из этих элементов можно ввести в качестве примеси в германий, чтобы получить электронную проводимость? Занятие №52 Электрический ток в вакууме. Электронно-лучевая трубка. Вакуум становится проводящей средой только при внесении в него свободных носителей заряда, например при термоэлектронной эмиссии. ТЕРМОЭЛЕКТРОННАЯ ЭМИССИЯ – испускание электронов нагретыми телами (твердыми, реже – жидкими). Заметная термоэлектронная эмиссия наблюдается металлов с температурой 1100–1200 К. Вакуумный диод. Электрический ток в вакууме возможен в электронных лампах. Электронная лампа - это устройство, в котором применяется явление термоэлектронной эмиссии. Вольт- амперная характеристика вакуумного диода. При малых напряжениях на аноде не все электроны, испускаемые катодом, достигают анода, и ток небольшой. При больших напряжениях ток достигает насыщения, т.е. максимального значения. Т.е. все образовавшиеся электроны достигают анода. По сравнению с полупроводниковыми диодами в электровакуумных диодах отсутствует обратный ток, и они выдерживают более высокие напряжения. Способны кратковременно выдерживать большие перегрузки (полупроводниковые «выгорают» сразу). Стойки к ионизирующим излучениям. Однако они обладают гораздо большими размерами и меньшим КПД. ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВАЯ ТРУБКА - электровакуумный прибор, предназначенный для преобразования электрических сигналов в видимое изображение. Для управления перемещением электронного луча по экрану используют вертикально и горизонтально отклоняющие пластины. Под действием изменяющихся электрических полей, созданных внутри каждой пары отклоняющих пластин, электронный луч «рисует» на экране определенную фигуру. Домашнее задание. Выучить конспект. Прочитать: §10.4. Обозначить составные части электронно-лучевой трубки. Занятие № 53 Электрический ток в электролитах. Законы Фарадея. Применение электролиза. Хорошими проводниками электрического тока являются расплавленные металлы и соли, а также растворы кислот, солей и щелочей, называемые электролитами. Под действием растворителя (воды) происходит распад молекул растворённого вещества на заряженные ионы и появляются подвижные заряды, необходимые для протекания электрического тока. Такой процесс называют электролитической диссоциацией. ЭЛЕКТРОЛИЗ – процесс выделения на электродах веществ, входящих в состав электролита, при прохождении через него электрического тока. Первый закон Фарадея: – масса m вещества, выделившегося на электроде при прохождении через электролит постоянного тока силой I, пропорциональна силе тока и времени протекания тока: m=kIt Второй закон Фарадея: Электрохимический эквивалент вещества пропорционален отношению молярной массы к валентности: Коэффициент k численно равен массе вещества в килограммах, выделяемой при прохождении через электролит 1 кулона электричества. Значит электрохимические эквиваленты неодинаковы не только для различных веществ, но и для одного и того же вещества в разных соединениях, в которых оно обладает различной валентностью. Применение электролиза. Никелирование, хромирование (а также: кадмий, платина, золото, серебро). Рафинирование меди и др. (анод: толстые листы неочищенной меди; катод: тонкие листы чистой меди, анод растворяется, примеси - в осадок). Электролитическая полировка. Плотность тока на выступах больше, чем на впадинах. Поэтому из впадин металл будет переходить в раствор с меньшей скоростью. Электрометаллургия. Для получения алюминия, натрия, магния, бериллия и др. Между дном ванны и угольными электродами- электрическая дуга (T>2500 К). Руда плавится, через неё пропускают ток и дне оседают молекулы металла. Расплавленный металл стекает по наклонному дну ванны в специальные ковши. Гальванопластика. Абсолютно точные рельефные копии предметов: монет, медалей, ювелирных украшений и т.д. (слепок из пластичного материала, например из воска, покрывают тонким слоем электропроводного вещества и помещают в электролитическую ванну в качестве катода). Задача №1. Определить массу никеля, которая выделится за 1 ч 40 мин из раствора сернокислого никеля при силе тока 2 А. Задача №2.Через раствор медного купороса в гальванической ванне прошёл заряд 2.104 Кл. сколько меди выделилось на электроде? Домашнее задание. Выучить конспект. Прочитать §10.2. Решить задачу: № 896. При электролитическом способе получения алюминия используются ванны, работающие под напряжением 5 В при силе тока 40 кА. Сколько времени потребуется для получения 1 т алюминия и каков при этом расход энергии? Занятие №54 Электрический ток в газах. Несамостоятельный и самостоятельный разряды. В обычных условиях электропроводность газов ничтожна. Но есть способы, которые позволяют заметно повысить электропроводность газа. Воздух, как и другие газы, можно сделать электропроводным при воздействии на него ультрафиолетового, рентгеновского и радиоактивного излучения. Для отрыва электрона от атома необходима определённая энергия, называемая энергией ионизации. Она различна для различных атомов. ГАЗОВЫЙ РАЗРЯД – прохождение электрического тока через газ, сопровождающееся различными оптическими, электрическими и тепловыми явлениями. НЕСАМОСТОЯТЕЛЬНЫЙ РАЗРЯД – газовый разряд, существующий при заданном напряжении лишь при наличии внешнего ионизатора. САМОСТОЯТЕЛЬНЫЙ РАЗРЯД – газовый разряд, не требующий для своего поддержания действия внешнего ионизатора. Самостоятельный разряд возникает при достаточно высоком напряжении на электродах, когда начавшийся разряд создает необходимые для его поддержания ионы и электроны. Переход несамостоятельного разряда в самостоятельный (вольт- амперная характеристика) І- несамостоятельный разряд, ІІ- несамост. лавинный разряд, ІІІ- самостоятельный разряд Разновидности самостоятельного разряда при атмосферном давлении. ИСКРОВОЙ РАЗРЯД – газовый разряд, характерной особенностью которого является быстрое прекращение тока после электрического пробоя разрядного промежутка. Наблюдается в виде искры. В природных условиях представляет собой молнию. Искровой разряд возникает обычно при давлениях порядка атмосферного, но при достаточно высоком электрическом напряжении. ДУГОВОЙ РАЗРЯД. Электрическая дуга – самостоятельный газовый разряд, возникающий между электродами после их раздвижения и представляющий собой ярко светящийся изогнутый плазменный шнур. Электросварка металлов, электроплавильные печи, прожекторы. КОРОННЫЙ РАЗРЯД – высоковольтный самостоятельный газовый разряд при атмосферном давлении, возникающий в резко неоднородном электрическом поле вблизи электродов с большой кривизной поверхности (острия, провода). Имеет вид светящегося ореола – «короны». Коронный разряд используют для очистки газов от пыли и других загрязнений, для диагностики состояния конструкций. ТЛЕЮЩИЙ РАЗРЯД - самостоятельный газовый разряд, происходящий при низкой температуре катода и пониженном (по сравнению с атмосферным) давлении газа. Тлеющий разряд используют как источник света в люминесцентных лампах И плазменных экранах. ПЛАЗМА– частично или полностью ионизованный газ, в котором плотности положительных и отрицательных зарядов практически одинаковы. Носителями заряда в плазме являются электроны и ионы, образовавшиеся в результате ионизации газа. Отношение числа ионизованных атомов к полному их числу в единице объема плазмы называют степенью ионизации плазмы. Домашнее задание. Выучить конспект. Прочитать §§10.3,10.4. Занятие №55 Явление электромагнитной индукции. Опыт Фарадея. Правило Ленца. При движении проводника в постоянном магнитном поле, на заряды действует сила Лоренца. Причём для положительных и отрицательных зарядов она направлена в противоположные стороны. ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ (лат. inductio – наведение) – явление порождения вихревого электрического поля переменным магнитным полем. Если внести в переменное магнитное поле замкнутый проводник, то в нем появится электрический ток. Появление этого тока называют индукцией тока, а сам ток – индукционным. ЗАКОН ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ (в формулировке Максвелла). ЭДС индукции, возникающей в контуре, прямо пропорциональна скорости изменения магнитного потока через любую поверхность, опирающуюся на данный контур. ε- ЭДС индукции (В); Ф- магнитный поток (Вб); t- время (с). ПРАВИЛО ЛЕНЦА – правило для определения направления индукционного тока: при движении проводника в магнитном поле возникает индукционный ток такого направления, при котором действующие на проводник силы противодействуют перемещению проводника, т. е. причине, вызвавшей индукционный ток. Домашнее задание. Выучить конспект. Прочитать §11.5 (стр.228-232). Решить задачу: №921. За 5 мс магнитный поток, пронизывающий контур, убывает с 9 до 4 мВб. Найти ЭДС индукции в контуре. Занятие№56 Самоиндукция. Индуктивность. Энергия магнитного поля. ИНДУКТИВНОСТЬ (L) – скалярная физическая величина, являющаяся коэффициентом пропорциональности между магнитным потоком, пронизывающим некоторый проводящий контур, и силой тока в этом контуре. Единицей индуктивности в СИ является генри (Гн). Индуктивность катушки зависит от размеров и формы витков и наличия в ней сердечника. Ф- магнитный поток (Вб); L - индуктивность (Гн); I- сила тока (А). САМОИНДУКЦИЯ– возникновение вихревого электрического поля в проводящем контуре при изменении силы тока в нем; частный случай электромагнитной индукции. За счёт явления самоиндукции в электрической цепи с источником ЭДС при замыкании цепи ток устанавливается не мгновенно, а через какое-то время. Аналогичные процессы происходят и при размыкании цепи, при этом величина ЭДС самоиндукции может значительно превышать ЭДС источника. Применение катушек индуктивности. Применяется в качестве реактивного сопротивления для люминесцентных ламп. Катушки индуктивности (совместно с конденсаторами и/или резисторами) используются для построения различных цепей. ушки индуктивности используются в импульсных стабилизаторах как элемент, накапливающий энергию и преобразующий уровни напряжения. Две и более индуктивно связанные катушки образуют трансформатор. Катушки используются также в качестве электромагнитов. Катушки применяются в качестве источника энергии для возбуждения индуктивно-связанной плазмы. Для радиосвязи - излучение и приём электромагнитных волн (магнитная антенна, кольцевая антенна). ЭНЕРГИЯ МАГНИТНОГО ПОЛЯ– физическая величина, равная половине произведения индуктивности проводника, создающего магнитное поле, на квадрат силы тока в этом проводнике. W- энергия магнитного поля (Дж); L- индуктивность (Гн); I- сила тока (А). Задача №1. Чему равен магнитный поток через контур индуктивностью 40 мГн при силе тока в нём 20 А? Задача №2. Какова индуктивность катушки, если при токе 5 А в ней существует магнитный поток 50 мВб? Ответ выразить в миллигенри (мГн). Домашнее задание. Выучить конспект. Прочитать § 11.5 (стр.233-235). Решить задачу: № 932. Какой магнитный поток возникает в контуре индуктивностью 0,2 мГн при силе тока 10 А?

Похожие:

	Закон Кулона. Электрическое поле. Проводники и диэлектрики в электрическом поле. Закон Кулона Закон Кулона: сила электрического взаимодействия двух неподвижных точечных зарядов в вакууме прямо пропорциональна произведению модулей...		Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Выделить основные структурные элементы знаний по теме: " Закон Кулона", «Характеристики электрического поля»
	Программа вступительного экзамена по направлению подготовки Сопротивление грунтов сдвигу. Закон Кулона для связных и несвязных грунтов. Угол внутреннего трения и удельная сила сцепления. Методы...		Литература Читать роман Достоевского «Преступление и наказание» Электризация тел. Два рода зарядов. Закон сохранения электрического заряда конспект0
	Конспект урока по физике 10 класс по теме: Решение задач по теме... Автор: Толеубек Жанат Жумагалиулы, учитель физики и математики кгу «Экономическая школа-лицей п. Жезкент»		Учить §§ 45 -47, Письменно ответить на вопросы. Выполнить упр. 22 23, задание 13 Закон Кулона: сила электрического взаимодействия двух неподвижных точечных зарядов в вакууме прямо пропорциональна произведению модулей...
	Литература 16. 02: М. Осоргин, «Пенсне». Задание 3 (письм.), стр. 114 Закон Кулона: сила электрического взаимодействия двух неподвижных точечных зарядов в вакууме прямо пропорциональна произведению модулей...		II.​ Некоторые общие вопросы астрономии Закон всемирного тяготения, закон Кеплера. Задача двух тел, типы движений в задаче 2-х тел. Элементы орбит. Понятие о возмущающих...
	Календарный план занятий по физике на I курсе факультетов Зем, зк, гк Электрический заряд и его свойства. Закон Кулона. Напряженность электрического поля. Принцип суперпозиции. Поле диполя. Диполь во...		Календарный план занятий по физике на I курсе факультетов Зем, зк, гк Электрический заряд и его свойства. Закон Кулона. Напряженность электрического поля. Принцип суперпозиции. Поле диполя. Диполь во...
	Литература 12. 02: стр. 297-299. Прочитать рассказ А. П. Чехова «Хамелеон»,... Закон Кулона: сила электрического взаимодействия двух неподвижных точечных зарядов в вакууме прямо пропорциональна произведению модулей...		Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Закон последствий: что посеешь, то и пожнёшь. Закон причины и следствия основной закон жизни
	Тема учебного занятия: Первый закон Ньютона Цели и задачи учебного занятия: раскрыть суть инерциального движения, как инерциального; углубить понятие материальной точки; ввести...		Тема урока: «Второй закон Ньютона» Обучающие: обеспечить в ходе урока усвоение следующих ос­новных понятий как взаимодействие тел, третий закон Ньютона; а также научных...
	Урок математики во 2 классе Учитель 2Б класса моу сош №19 Дубина... Проверить выполняется ли сочетательный закон сложения. Формировать вычислительный навык, используя сочетательный закон сложения		Урок физики в 10 классе по теме: «Деформации и силы упругости» Образовательные: углубить и систематизировать знания о деформации твердых тел, сформулировать закон Гука, рассмотреть причинно-следственные...