Решение задачи по теме: Постоянное электрическое поле

Вот ответы на ваши вопросы: 1. Перечислите физические величины постоянного электрического поля Основные физические величины постоянного электрического поля: * Напряженность электрического поля (\(E\)) * Потенциал электрического поля (\(\varphi\)) * Разность потенциалов или напряжение (\(U\)) * Электрический заряд (\(q\)) * Сила электрического поля (\(F\)) 2. Запишите закон Кулона (формула) Закон Кулона описывает силу взаимодействия между двумя точечными электрическими зарядами. \[F = k \frac{|q_1 q_2|}{r^2}\] Где: * \(F\) – сила взаимодействия между зарядами * \(k\) – коэффициент пропорциональности, равный \( \frac{1}{4 \pi \varepsilon_0} \) в СИ * \(q_1\), \(q_2\) – величины точечных электрических зарядов * \(r\) – расстояние между зарядами * \(\varepsilon_0\) – электрическая постоянная 3. Запишите характеристики постоянного электрического поля: напряженность и напряжение (формулы) * Напряженность электрического поля (\(E\)) – это векторная физическая величина, характеризующая электрическое поле в данной точке и равная отношению силы, действующей на пробный точечный заряд, помещенный в эту точку, к величине этого заряда. \[E = \frac{F}{q_0}\] Где: * \(E\) – напряженность электрического поля * \(F\) – сила, действующая на пробный заряд * \(q_0\) – величина пробного заряда * Напряжение (\(U\)) или разность потенциалов – это скалярная физическая величина, равная работе электрического поля по перемещению единичного положительного заряда из одной точки поля в другую. \[U = \varphi_1 - \varphi_2 = \frac{A}{q}\] Где: * \(U\) – напряжение (разность потенциалов) * \(\varphi_1\), \(\varphi_2\) – потенциалы в начальной и конечной точках * \(A\) – работа электрического поля по перемещению заряда * \(q\) – величина перемещаемого заряда 4. Запишите связь между ними (формула) Связь между напряженностью электрического поля (\(E\)) и напряжением (\(U\)) для однородного электрического поля: \[U = E \cdot d\] Где: * \(U\) – напряжение (разность потенциалов) * \(E\) – напряженность электрического поля * \(d\) – расстояние между точками, вдоль которых измеряется напряжение (в направлении поля) 5. Запишите законы Ома (формулы) * Закон Ома для участка цепи: \[I = \frac{U}{R}\] Где: * \(I\) – сила тока на участке цепи * \(U\) – напряжение на участке цепи * \(R\) – сопротивление участка цепи * Закон Ома для полной цепи: \[I = \frac{\mathcal{E}}{R + r}\] Где: * \(I\) – сила тока в полной цепи * \(\mathcal{E}\) – электродвижущая сила (ЭДС) источника тока * \(R\) – внешнее сопротивление цепи * \(r\) – внутреннее сопротивление источника тока 6. Зарисуйте электрическую схему (Здесь я не могу нарисовать схему, но могу описать простую схему, которую вы можете нарисовать в тетради.) Представьте простую электрическую цепь, состоящую из источника питания, выключателя, лампочки и амперметра, соединенных последовательно, и вольтметра, подключенного параллельно лампочке. * Нарисуйте прямоугольник или круг с двумя линиями разной длины внутри (длинная – плюс, короткая – минус) – это источник питания (батарея). * От плюса источника проведите линию к символу выключателя (две точки, соединенные наклонной линией, которая может быть разомкнута или замкнута). * От выключателя проведите линию к символу лампочки (круг с крестиком внутри). * От лампочки проведите линию к символу амперметра (круг с буквой "А" внутри). * От амперметра проведите линию к минусу источника питания. * Параллельно лампочке (то есть, от точки до лампочки и от точки после лампочки) проведите линии к символу вольтметра (круг с буквой "V" внутри). Эта схема показывает: * Источник постоянного тока. * Последовательное соединение выключателя, лампочки и амперметра. * Параллельное подключение вольтметра к лампочке. 7. Назовите вещество, в котором выполняется закон Ома Закон Ома выполняется для большинства металлов (например, медь, алюминий, серебро) при постоянной температуре. Такие вещества называются омическими проводниками. 8. Назовите вещества, в которых носителями заряда являются ионы Носителями заряда являются ионы в: * Электролитах (растворы солей, кислот и щелочей, расплавы солей). * Ионизированных газах (плазма). 9. Что такое электролит? Запишите формулу для вычисления силы тока в электролите Электролит – это вещество, которое проводит электрический ток благодаря наличию в нем свободных ионов. Ионы образуются в результате диссоциации молекул электролита на положительно и отрицательно заряженные частицы при растворении в полярном растворителе (например, воде) или при расплавлении. Формула для вычисления силы тока в электролите (закон Фарадея для электролиза, который связывает ток с массой вещества, выделяющегося на электродах, но если речь о силе тока как таковой, то это все тот же закон Ома, но с учетом особенностей электролита): Если имеется в виду сила тока, протекающего через электролит, то это все тот же закон Ома: \[I = \frac{U}{R_{эл}}\] Где \(R_{эл}\) – сопротивление электролита. Однако, если вопрос подразумевает связь тока с процессами электролиза, то часто используется закон Фарадея для электролиза, который связывает массу вещества, выделившегося на электроде, с силой тока: \[m = k I t\] Где: * \(m\) – масса выделившегося вещества * \(k\) – электрохимический эквивалент вещества * \(I\) – сила тока * \(t\) – время прохождения тока 10. Что такое плазма? Приведите пример плазмы на Земле Плазма – это ионизированный газ, в котором значительная часть атомов или молекул потеряла или приобрела электроны, превратившись в ионы. Плазма состоит из нейтральных атомов, положительных ионов и свободных электронов. В целом, плазма электрически нейтральна. Её часто называют четвёртым агрегатным состоянием вещества. Пример плазмы на Земле: * Молния * Пламя (в некоторых случаях, особенно при высоких температурах) * Северное сияние (полярное сияние) * Газ в люминесцентных лампах и неоновых вывесках * Плазма в плазменных телевизорах * Плазма, создаваемая в термоядерных реакторах (например, в установках типа "Токамак")