1. В чем различие движения свободных электронов в металлическом проводнике в двух случаях: когда он присоединен к полюсам источника и когда он отсоединен от источника?

  Когда проводник присоединен к источнику тока, то движение свободных электронов становится упорядоченным – направлено в одну сторону. Такое движение свободных электронов в металлическом проводнике называется электронным током.

  А когда проводник отсоединён от источника, то свободные электроны хаотично двигаются в металлическом проводнике и скорость их движения определяется тепловым состоянием проводника.

2. Обладает ли проводник электрическим сопротивлением, когда по нему не идет ток? Ответ пояснить.
   
   Нет! Проводник не обладает электрическим сопротивлением, когда по нему не идет ток. Это объясняется природой электрического сопротивления.
  Электрическое сопротивление проводника - свойство проводника препятствовать прохождению электрического тока.
  Физическая сущность сопротивления металлических проводников объясняется следующим образом: свободные электроны при движении по проводнику на своем пути встречаются с другими свободными электронами, входящими в систему атомов, и отталкиваются от них. Вследствие чего, электроны непрерывно меняют направление своего движения, проталкиваясь сквозь решетку из бесчисленного количества атомов и электронов. 

3. Внешние размеры сплошного медного стержня и медной трубки одинаковы. Какое из этих тел имеет большее электрическое сопротивление? Ответ пояснить.

 Из формулы сопротивления электронов известно, что 
r = pL/S ,где:
r — сопротивление проводника, [Ом]
L—длина проводника, [м]
S — площадь поперечного сечения проводника, [мм²]
p - коэффициент, характеризующий свойства материала проводника и называемый удельным сопротивлением, [ Ом·мм²/м].
 Следовательно сопротивление обратно пропорционально площади поперечного сечения проводника, а значит в медном стержне сопротивление меньше, чем сопротивление в медной трубке. Так как площадь поперечного сечения в медном стержне больше площади поперечного сечения медной трубки.

4. Когда вы открываете водопроводный кран, обычно сразу же начинает течь вода. Почему вам не приходится ждать, пока вода дойдет от вентиля до отверстия крана? Не так ли обстоит дело, когда проводник подключают к клеммам батареи?

 Вода начинает течь сразу, потому что она уже находится в водопроводной трубе и её остается лишь течь с большей или меньшей силой(в зависимости от того, на сколько открыт кран). Когда проводник подключают к клеммам батареи электроны точно вода в водопроводном кране, принимают свое направление и движутся с определенной скоростью по проводнику. Значит мы можем сравнить поток воды из крана с потоком электронов в проводнике, подсоединенном к клеммам батареи.

5. Проведите аналогию между системой кровообращения и электрической цепью. Что играет роль "сердца" в электрической цепи и т.п.?
 

Система кровообращения	Система электрической цепи
сердце	Источник тока (клеммы батареи)
кровь	Электрический ток
Кровеносные сосуды	Проводники

6. Могут ли медный и алюминиевый провода одной длины иметь одинаковое сопротивление? Объясните.

  Так как сопротивление проводника зависит не только от его длины, но и от коэффициента, характеризующего свойства материала проводника и называемого удельным сопротивлением, а так же от площади поперечного сечения, то возможно уровнять сопротивление этих проводников при помощи изменения поперечного сечения. Медь имеет сопротивление 0,0175 Ом·мм²/м, а алюминий  0,0271 Ом·мм²/м, что примерно в два раза больше меди. А значит уровнять сопротивление этих элементов возможно через увеличение площади поперечного сечения медного проводника.

Если же данные провода имеют одинаковую площадь поперечного сечения, то одинаковое сопротивление - не возможно.

7. Как изменится сопротивление цепи, если сопротивление одного из резисторов в этой цепи:
а)  увеличить;
б) уменьшить?
Зависит ли ответ от типа соединения проводников? Объясните.

Ответ не зависит от типа соединения проводников, 
При последовательном соединении:

R= R₁ + R₂ + R₃.

При параллельном соединении:
R=R₁R₂/(R₁+R₂)
 Для последовательного соединения и параллельного соединения,  если сопротивление одного из резисторов в этой цепи:   а) увеличить - сопротивление цепи увеличится

                                                               б) уменьшить - сопротивление цепи уменьшится

8. Согласно формуле P = U^2/R , мощность, рассеиваемая резистором, должна уменьшаться с ростом сопротивления, а формула P = (I^2)R подразумевает обратное. Нет ли здесь противоречия? Объясните.

   Нет. Это можно доказать математическим способом вычисления. Например: Выразим напряжение через формулу закона Ома для участка цепи U=IR, и используем это выражение для формулы P = U^2/R = (I^2)(R^2)/R = (I^2)R, то есть мы пришли ко второй формуле, где P = (I^2)R.

Вопросы из блога Изучаем физику

1. Изменится ли электроемкость конденсатора, если заряд на его обкладках увеличить в n раз? Ответ пояснить.
Нет, не изменится, так как электроемкость конденсатора зависит от геометрических размеров проводников, их формы, взаимного расположения, электрических свойств среды между проводниками, и не зависит от q (заряда) и U(напряжения).


2. Плоский воздушный конденсатор зарядили и отключили от источника тока. Как изменится энергия электрического поля внутри конденсатора, если расстояние между пластинами конденсатора увеличить в 2 раза? Ответ пояснить.
Если конденсатор зарядили и отключили от источника тока, то q=const. Энергия электрического поля внутри конденсатора  увеличится в 2 раза.
Этот вывод я сделала исходя из того, что
так как я знаю, что заряд остается постоянным, а увеличивая в 2 раза расстояние, я добьюсь уменьшения  электроемкости в 2 раза, а значит энергия эл.поля увеличится в 2 раза.

3. Пластины плоского конденсатора раздвигают при неизменной разности потенциалов пластин (например, его пластины подключены к полюсам батарейки). Как изменяется при этом заряд на пластинах? Как изменяется энергия конденсатора? Ответ пояснить.

При раздвигании пластин плоского конденсатора электроемкость конденсатора уменьшается. Так как энергия заряженного конденсатора выражается через формулу Wp=q^2/2C, а мы знаем, что заряд остается неизменным и электроемкость уменьшается, то можно установить, что энергия заряженного конденсатора увеличивается, при раздвигании пластин.

Вопросы из задачника

Вопросы из задачника

• №21.1 С помощью каких опытов можно проверить обладает ли тело электрическим зарядом?

1)С помощью опытов с электроскопом.
Если незаряженное тело поднести к электроскопу, то листочки электроскопа останутся в том же положении, что и были. Если же тело обладает зарядом, то листочки электроскопа разойдутся.
2)Или поднести тело к нейтрально заряженному предмету. Если предмет начнет притягиваться, то тело обладает электрическим зарядом, а если нет, то тело не обладает электрическим зарядом.

• №21.3

Это объясняется тем, что практически все окружающие нас предметы электрически нейтральны: огромный суммарный положительный заряд электрический заряд атомных ядер в точности компенсируется равным ему по модулю суммарным отрицательным зарядом электронов.

• №22.38

Нет, нельзя. Так как мы можем лишь  утверждать, только что зернышко не заряжено отрицательно. Но сказать имеет ли оно положительный заряд или нейтральный мы не можем, т.к. к отрицательно заряженному предмету могут притягиваться не только противоположно заряженные (положительные) но и нейтрально заряженные тела.

Домашняя работа №1

Вопросы из блога Изучаем физику

1. Вы наэлектризовали пластмассовую расческу, потерев ее шелковым платком. Как определить, какой заряд у расчески, положительный или отрицательный?

Предметы с одинаковым зарядом отталкиваются, а с разноименными притягиваются. Какой из предметов приобретет положительный или отрицательный заряд, зависит от относительной легкости, с какой электроны передвигаются в поверхностных слоях двух предметов.
Необходимо поднести предмет, заряд которого мы знаем. Расческа будет притягивать к себе предметы с отрицательным зарядом, если она заряжена положительно или отталкивать, если она заряжена отрицательно.
Определить заряд расчески можно, поднеся к ней стеклянную палочку, натертую шелком.(заряд палочки считается положительным)

2. Догадываетесь ли вы, для чего к автомобилям, перевозящим огнеопасные жидкости, прикрепляют цепь, которая волочится по земле?

Для снятия статического напряжения на поверхности автомобиля.
Трение машины во время движения о воздух способствует образованию на ней статического заряда. Цепь передает этот заряд на землю. (снимет его) Если не снимать статическое напряжение, то оно будет накапливаться на кузове автомобиля и взаимодействовать с заряженными ионами огнеопасной жидкости, что может привести к возгоранию.
3. Когда электроскоп заряжают, его листочки отталкиваются друг от друга и располагаются под углом. Какая сила компенсирует электрическое отталкивание, не давая листочкам расходиться еще дальше?
Электрическое отталкивание компенсирует равнодействующая силы натяжения листочков и силы тяжести. Эта компенсирующая сила будет выщитоваться в виде геометрического сложения.  

4) Почему легкая станиолевая гильза притягивается и к положительно заряженной стеклянной палочке, и к отрицательно заряженной эбонитовой?
Гильза легкая и подвешена, поэтому достаточно даже небольшой силы, чтобы ее сдвинуть с места. Потому что станиолевая гильза нейтральна. Незаряженные предметы всегда притягиваются к заряженным, вне зависимости от знака(+/-) предмета.