Перейти на главную страницу
А сейчас представьте, что на несколько минут отказали все устройства, использующие электрические взаимодействия. Это была бы катастрофа. Остановятся лифт, поезда метро, электропоезда, прекратится подача воды в дома и воздуха в шахты. Самолеты не смогут приземлиться, прекратится работа радио и телевидения, замолчат телефоны и т.п.
А началось создание всех этих устройств с простейшего наблюдения за тем, как мелкие частицы прилипали к янтарю, потертому о шелк. Современное общество не может себе представить жизнь без электричества.
Что мы наблюдаем? В результате работы, совершаемой электрическим полем, увеличивается потенциальная энергия тележки.
Придумаем мысленный эксперимент, который демонстрировал бы превращение энергии электрического поля в кинетическую энергию заряженной тележки.
При этом увеличивается кинетическая энергия тележки Ек =mv2/2. Если создать трение, таким, чтобы тележка двигалась по горизонтальной поверхности, не увеличивая своей скорости, произойдет нагрев тележки и поверхности, по которой она движется, т.е. энергия электрического поля может превратится во внутреннюю энергию.
Еще раз подчеркнем, что работа электрическим полем совершается только при движении заряженного тела. Причем, чем больший заряд переместился, тем большая работа совершается полем. При этом само поле изменяется и его энергия уменьшается, если полная энергия движущегося заряда заряда увеличивается.
Чем меньше время перемещения заряда, тем больше мощность поля. Например, при возникновении молнии между двумя облаками
Электрическое поле может совершать работу при перемещении заряженного тела.
За счет совершения работы электрическим полем может меняться потенциальная, кинетическая и внутренняя энергия тела.
Упражнение §53.
В перемещении зарядов могут участвовать одновременно не только положительно и отрицательно заряженные частицы, (например, электроны). Если положительные и отрицательные заряды движутся в одном направлении, их заряды вычитаются; если в противоположном, то их заряды складываются.
Например, если мимо наблюдателя в корзину за 1 секунду пролетело 12 частиц с зарядом +2 Кл каждая, и в ту же корзину 4 частицы с зарядом по –1Кл каждая, то сила тока 20 Кл/с. (Заряд корзины, в которую падали эти частицы, увеличивается на 20 Кл за одну секунду).
Используются дольные и кратные единицы мА, мкА, кА.
Нить электрической лампочки нагревается за счет того, что в ней под действием электрического поля происходит направленное движение электронов. При этом сила тока в нити примерно 0,5 А. Что это значит? Если мы мысленно пересечем нить плоскостью
и подсчитаем, какой заряд прошел сквозь эту плоскость (ее называют поперечным сечением), то обнаружим, что за одну секунду этот заряд равен 0,5 Кл, за 5 секунд - 2,5 Кл.
1.Возьмите пластмассовую бутылку, заполните ее водой. У крышки сделайте отверстие. Размер отверстия должен быть достаточным для того, чтобы пузырьки воздуха проникали в бутылку. Закройте бутылку пробкой. Переверните бутылку пробкой вниз над раковиной или ванной.
2.Опустите в ту же бутылку двадцать маленьких (меньше спичечной головки) кусочков пластилина неправильной формы. Резко переверните бутылку пробкой вниз. Измерьте время, за которое все кусочки окажутся у пробки. Определите среднюю силу тока, считая, что каждый кусочек несет заряд + 30 мКл. Как изменится сила тока, если вместо воды в бутылке был бы кисель?
*** Для интересующихся
Во время опытов с электрической машиной физики замечали, что электричество переходит с натираемого стеклянного круга на кондуктор. Много раз они пробовали разряжать «лейденскую банку» через длинную цепь взявшихся за руки людей. Но никто не высказал ясной мысли о возможности длительного течения электричества по проводникам. Понятие об электрическом токе было введено в науку позже итальянским физиком Вольта.
Открытию тока предшествовали опыты итальянского анатома Луиджи Гальвани (1737-1798), исследовавшего действие электрического разряда на мышцы и нервы мертвой лягушки. Разряжая кондуктор электрической машины через нерв лягушачьей ножки, соединенной металлической проволочкой с землей, он наблюдал судорожные сокращения мышц. В этом еще не было ничего неожиданного. Судорожные сокращения мышц наблюдались и при разряжении «лейденской банки» через цепь взявшихся за руки людей. Но случай позволил экспериментатору наблюдать удивительное явление.
На металлической пластике лежала лягушачья ножка . Чтобы не брать лапку руками, Гальвани зацепил ее медным крючком. Случайно прикоснувшись концом крючка к железной пластинке, Гальвани с удивлением увидел, что мышцы лягушачьей ножки сократились, как от электрического разряда. Размышляя над причиной этого явления, Гальвани решил, что в мускулах лягушки заключается «животное электричество». Поэтому при соединении проводниками (медный крючок и железная пластинка) нерва с мускулами происходит разряд.
Открытие Гальвани заинтересовало итальянского физика Вольта, который начал проверку этих опытов, чтобы убедиться, действительно ли существует «животное электричество». Приложив к кончику своего языка кусочек металлической фольги, а к верхней части языка серебряную монету и соединив их тонкой проволочкой, он ощутил кисловатый вкус. Вольта предположил, что причиной явления, наблюдавшегося Гальвани, служило присутствие двух металлов (медного крючка и железа). Руководствуясь этой мыслью, он поставил много опытов и, наконец, сделал важное открытие, о чем сообщил в 1800 г. Лондонскому Королевскому обществу. Вольта писал, что он нашел новый источник электричества. Прибор заряжается сам собой и разряжается непрерывно. При этом он дал и описание своего прибора, устроенного следующим образом.
Вольта взял несколько дюжин цинковых и медных кружков. Кружки он сложил в столб, чередуя медные и цинковые, и переложил их намоченными в растворе поваренной соли картонными кружками. Когда Вольта прикоснулся одной рукой к нижнему медному кружку, а другой к верхнему цинковому, то испытал сильный электрический удар. При этом прибор не разряжался, и, сколько бы раз экспериментатор не касался кружков, удар повторялся, т. е. заряд электричества возникал непрерывно.
Это был новый источник электричества —«вольтов столб», которым немедленно стали пользоваться физики.
Русский физик В. В. Петров (1761—1834) построил для своих опытов батарею из 4200 медных и цинковых кружков, уложенных в четырех деревянных ящиках. Для изоляции он покрыл внутренние стенки ящиков сургучным лаком. Присоединив медной проволокой ( к верхнему и нижнему кружку) полюсам батареи два угольных стерженька (электрода) и сблизив их концы, В. В. Петров увидел, как между ними появилась яркая дуга. Она осветила лабораторию, а когда физик стал вводить в нее кусочки металлов, то они очень быстро расплавлялись. Это была так называемая вольтова дуга.
Так было открыто новое явление - электрический ток.
Рассказать, что такое электричество. Введение техники безопасности с электрическими приборами
25 12 2014
1 стр.
После того как было открыто электричество, по проводам научились передавать электрические сигналы, переносившие телеграммы и живую человеческую речь. Но ведь телефонные и телеграфн
29 09 2014
1 стр.
Вопрос 10. Что вы знаете об ученом, который в 1822 году поставил перед собой задачу "обратить магнетизм в электричество" и в 1831 году добился этого? Как называется явление открыто
14 12 2014
1 стр.
10 09 2014
1 стр.
Сп муниципального бюджетного дошкольного образовательного учреждения тисульского детского сада №4 утинский детский сад
14 12 2014
1 стр.
Ясно, что сумма сил действующих со стороны различных частей баранки на шарик, помещенный в её центре будет равна нулю
17 12 2014
13 стр.
Для его проведения урока использована программа «electros. Cop» и «Физика в картинках» раздел «Электричество», тема «Электрическое поле»
18 12 2014
1 стр.
12 10 2014
1 стр.