Підручник Фізика 8 клас - Т. М. Засєкіна - Оріон 2016 рік

РОЗДІЛ 2 ЕЛЕКТРИЧНІ ЯВИЩА. ЕЛЕКТРИЧНИЙ СТРУМ

ПІДСУМКИ ДО РОЗДІЛУ «ЕЛЕКТРИЧНІ ЯВИЩА. ЕЛЕКТРИЧНИЙ СТРУМ»

Після вивчення розділу «Електричні явища» вам стали більш зрозумілими ті природні й штучні явища та процеси, що пояснюються особливостями руху й взаємодії електрично заряджених частинок речовини.

Ваші знання електричних явищ і процесів будуть більш цілісними й операційними, коли ви навчитесь їх систематизувати, застосовувати загальні принципи, теорії, ідеї до аналізу часткових питань, практичного втілення знань у конкретних життєвих ситуаціях. Особливо такі вміння стануть у пригоді в ситуації, коли ви змушені будете діяти не за інструкцією, у пошуку неординарних вирішень проблем.

1. Ви детальніше вивчили будову атома.

Електрони і протони мають унікальні природні властивості — саме вони є носіями елементарного електричного заряду, тобто найменшої порції електричного заряду.

2. Ви детальніше ознайомились із фундаментальною взаємодією, якою зумовлена найбільша кількість явищ і процесів у природі, — це електромагнітна взаємодія, що відбувається між електрично зарядженими тілами.

Електричний заряд — це фізична величина, що кількісно характеризує електромагнітну взаємодію.

3. Ви можете описати деякі фізичні характеристики речовини й поля, що пояснюються рухом і взаємодією електрично заряджених частинок.

Електризація — процес утворення на тілах, що взаємодіють, однакових за величиною, але протилежних за знаком електричних зарядів.

Електризація через дотик — набуття тілами, що контактують електричного заряду внаслідок обміну електронами.

Електризація через вплив — перерозподіл електричного заряду в незарядженому тілі, зумовлений дією на нього зарядженого тіла.

Електричне поле — це особлива форма матерії, що існує навколо електрично заряджених тіл або частинок і діє з деякою силою на інші частинки або тіла, що мають електричний заряд.

Лінії, за допомогою яких графічно зображають електричне поле, називають силовими лініями.

Закон Кулона: Сила взаємодії двох нерухомих точкових зарядів прямо пропорційна добутку модулів цих зарядів, обернено пропорційна квадрату відстані між ними та напрямлена вздовж прямої лінії, що з’єднує ці заряди.

Однойменно заряджені тіла відштовхуються, різнойменно заряджені — притягуються.

Електричний струм — це процес напрямленого руху заряджених частинок.

Для виникнення й існування електричного струму необхідна наявність носіїв струму та електричного поля, дія якого створює й підтримує їхній напрямлений рух.

Діелектриками, або ізоляторами, називають речовини, які за певних умов не мають вільних носіїв електричного заряду.

Провідниками називають речовини, що мають заряджені частинки, які здатні рухатися впорядковано по всьому об’єму тіла внаслідок дії електричного поля.

Розрізняють особливості проходження електричного струму в різних середовищах:

Назва середовища

Метали

Електроліти — речовини, водні розчини або розплави яких проводять електричний струм

Гази

Процес утворення носіїв

струму

Мають вільні електрони

Електролітична дисоціація — розщеплення речовини на йони у водному розчині або в розплаві

Йонізація — утворення позитивних

І негативних йонів та вільних електронів з молекул (атомів) газу

Hосії струму

Вільні електрони

Позитивні й негативні йони

Позитивні й негативні йони та електрони

Закони

Закон Ома Закон Джоуля- Ленца

Закон Фарадея

Джерела електричного струму — це пристрої, в яких відбувається перетворення різних видів енергії (механічної, хімічної, теплової, світлової) в електричну.

Джерело струму, споживачі, пристрої для замикання (розмикання), електровимірювальні прилади, з’єднані між собою провідниками, утворюють найпростіше електричне коло.

Проходження електричного струму в колі характеризується силою струму (І), напругою (U) та електричним опором (R).

Закон Ома для ділянки кола: сила струму в однорідній ділянці кола прямо пропорційна напрузі на кінцях цієї ділянки та обернено пропорційна її електричному опору: I = .

Електричний струм проявляється за такими діями: тепловою, хімічною та магнітною.

Теплова дія струму у випадку, коли на ділянці кола не здійснюється механічна робота і струм не здійснює хімічної дії, описується законом Джоуля—Ленца: кількість теплоти Q, що виділяється в провіднику, який має опір R, за час t під час проходження по ньому струму силою І, визначається добутком квадрата сили струму, опору провідника та часу проходження струму:

Q = I2Rt.

Хімічна дія струму (електроліз) — процес виділення речовини на електродах під час проходження електричного струму крізь розчини або розплави електролітів, який описується законом Фарадея: маса речовини m, що виділилася на електроді в результаті електролізу, прямо пропорційна силі струму І і часу проходження струму через електроліт t: m = kIt, де k — коефіцієнт пропорційності (електрохімічний еквівалент).

4. Ви вмієте описувати електричні характеристики тіл й електричні процеси за допомогою відповідних фізичних величин:

Назва фізичної величини

Визначення

Символ для

позначення

Прилад для вимірювання / одиниця

Формула для визначення

Електричний

заряд

фізична величина, що кількісно характеризує електромагнітну взаємодію

q

Електрометр / кулон (Кл)

q = eN

Сила взаємодії двох нерухомих точкових зарядів (електрична сила, сила Кулона)

прямо пропорційна добутку модулів цих зарядів, обернено пропорційна квадрату відстані між ними та напрямлена вздовж прямої лінії, що з’єднує ці заряди

F

ньютон (Н)

F=k

Сила струму

фізична величина, що характеризує електричний струм у колі й дорівнює відношенню електричного заряду q, що пройшов через поперечний переріз провідника, до часу його проходження і

І

Амперметр/ ампер(А)

I =

Напруга

фізична величина, що характеризує електричне поле й визначається відношенням роботи електричного поля на певній ділянці кола до електричного заряду, що пройшов по цій ділянці

U

Вольтметр / вольт (В)

U=

Електричний опір

фізична величина, що характеризує властивість провідника протидіяти проходженню електричного струму

R

Омметр / ом(Ом)

R = р ·

Питомий опір речовини

провідника

фізична величина, що показує, який опір має виготовлений із цієї речовини провідник довжиною 1 м і площею поперечного перерізу 1 м2

p

oм · м

табличне значення

Робота електричного струму

фізична величина, що характеризує електричну енергію струму й можливість її перетворення на інші види

А

джоуль (Дж)

A=IUT

A = t

A = I2Rt

Потужність електричного струму

фізична величина, що дорівнює роботі електричного поля за одиницю часу по напрямленому переміщенню електричних зарядів у провіднику

Р

ват (Вт)

P=

P=IU

Р = I2R

Р=

5. Ви можете оцінити роль видатних учених у розвитку знань про електрику.

(бл. 624-547 р. до н. е.)

Учені Стародавньої Греції спостерігали притягання легких предметів до бурштину, натертого шерстю

1600 р.

Уперше термін «електрика» став вживати англійський лікар і природодослідник Вільям Гільберт, який систематизував відому на той час інформацію про електрику та магнетизм

1670 р.

Німецький дослідник Отто Геріке винайшов спосіб отримання електрики. (Пригадайте, які ще досліди проводив цей винахідник. Ви їх вивчали в 7 класі в розділі «Тиск твердих тіл, рідин та газів»)

1729 р.

Англійський фізик Стефан Грей виявив, що всі речовини можна поділити на провідники та непровідники електрики

1745 р.

Пітер Ван Мушенбрек з м. Лейдена, Голландія, встановив, що електрику можна накопичувати та зберігати

1749 р.

Бенджамін Франклін, американський політичний діяч, дипломат, учений, письменник, журналіст, видавець. В історію фізики ввійшов як учений, який довів, що блискавка являє собою електричний розряд в атмосфері

1748-1751 рр.

Російський фізик Георг-Вільгельм Ріхман відкрив явище електростатичної індукції (електризації через вплив). Винайшов електрометр

1789-1792 рр.

Італійські вчені Луїджі Гальвані та Алессандро Вольта відкрили контактні електричні явища й винайшли джерела постійного струму — гальванічні елементи, «вольтів стовп»

1801 р.

Англійські вчені Ентоні Карлейль і Вільям Нікольсон, використовуючи «вольтів стовп», виявили, що постійний струм, проходячи крізь воду, розкладає її на кисень та водень

1808 р.

Англійський учений Гемфрі Деві уперше здійснив електроліз солей. Установив залежність електропровідності провідників від їхньої довжини, площі поперечного перерізу, залежність електропровідності від температури

1820 р.

Датський фізик Ганс-Крістіан Ерстед на дослідах встановив, що магнітна стрілка, розміщена поблизу провідника, відхиляється від свого попереднього положення, коли в провіднику проходить струм

1820 р.

Домінік-Франсуа Араго встановив, що дротяна спіраль, по якій проходить струм, діє на металеві ошурки так само, як і магніт

1820 р.

Французький учений Андре-Марі Ампер, досліджуючи силу взаємодії двох провідників зі струмом, відкрив закон, який названо його ім’ям

1826 р.

Німецький фізик Георг Симон Ом відкрив закон, який пов’язує опір кола, електрорушійну силу та силу струму

1834 р.

Англійський фізик Майк Фарадей сформулював закони електролізу

1842-1843 рр.

Емілій Ленц та Джеймс Джоуль незалежно один від одного відкрили закон, що встановлює зв’язок між тепловими та електричними явищами

1897 р.

Англійський фізик Джозеф-Джон Томсон експериментально відкрив електрон

ВИКОНУЄМО НАВЧАЛЬНІ ПРОЕКТИ

Мабуть, основне, без чого не може прожити людина, — це електрика. Від електропостачання залежить геть усе: починаючи від води й закінчуючи теплом і світлом. Крім того, у наше життя стрімко вриваються планшети, електронні книжки та інші ґаджети й комунікатори. Готівку поступово замінюють банківські картки. Транспортні засоби із двигунами внутрішнього згорання — електромобілі.

Блага цивілізації, з одного боку, необхідні, а з другого — можуть бути шкідливими.

Ви можете оцінити роль і значення електрики в житті людини, виконуючи навчальні проекти

«ЕЛЕКТРИКА В ЖИТТІ ЛЮДИНИ», «ВПЛИВ ЕЛЕКТРИЧНОГО СТРАМУ НА ЛЮДСЬКИЙ ОРГАНІЗМ».

Учені вважають, що масштабне використання джерел поновлюваної енергії — сонячної, вітрової, океанічної — є виходом з енергетичної кризи, що насувається на нашу планету.

♦ А що ви знаєте про альтернативні джерела енергії?

♦ Чи доводилося вам обраховувати плату за спожиту електричну енергію?

♦ У скільки разів можна зекономити на використанні енергозберігаючих ламп?

♦ Чому економічно вигідно переходити на зимовий і літній час?

Спробуйте дати відповіді на ці запитання, виконуючи навчальні проекти:

«СУЧАСНІ ПОБУТОВІ ТА ПРОМИСЛОВІ ЕЛЕКТРИЧНІ ПРИЛАДИ», «СУЧАСНІ ПРОБЛЕМИ ЕЛЕКТРОЕНЕРГЕТИКИ».



Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити