Презентация, доклад на тему ЗАКОНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА

соответствии с кодификатором ЕГЭ.

Элементы содержания, проверяемые на ЕГЭ 2010:

Электрический ток. Сила тока, напряжение, электрическое сопротивление
Закон Ома для участка цепи
Электродвижущая сила
Закон Ома для полной электрической цепи
Параллельное и последовательное соединение проводников
Работа электрического тока. Закон Джоуля–Ленца
Мощность электрического тока
Носители электрического заряда в различных средах
Полупроводники. Собственная и примесная проводимость полупроводников. Полупроводниковый диод

электрического заряда называется электрическим током.
Сила тока I – скалярная физическая величина, равная отношению заряда Δq, переносимого через поперечное сечение проводника (рис. 1.8.1) за интервал времени Δt, к этому интервалу времени:
В Международной системе единиц СИ сила тока измеряется в амперах (А).
Напряжение — это отношение работы тока на определенном участке электрической цепи к заряду, протекающему по этому же участку цепи.
Единицей измерения напряжения станет 1 вольт
1 Дж/Кл = 1В.
За направление тока принимается направление движения положительных зарядов

S – площадь поперечного сечения проводника,
– электрическое поле

характеризующая свойства проводника и равная отношению напряжения на концах проводника к силе электрического тока, протекающему по нему;
где ρ — удельное сопротивление вещества проводника,
l — длина проводника,
S — площадь сечения.

S – площадь поперечного сечения проводника,
– электрическое поле

тока в проводнике прямо пропорциональна приложенному напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению проводника.
Назван в честь его первооткрывателя Георга Ома.

Графическая зависимость силы тока I от напряжения U (такие графики называются вольт-амперными характеристиками)

способного создавать и поддерживать разности потенциалов на участках цепи за счет работы сил неэлектростатического происхождения. Такие устройства называются источниками постоянного тока.
Силы неэлектростатического происхождения, действующие на свободные носители заряда со стороны источников тока, называются сторонними силами.
Физическая величина, равная отношению работы Aст сторонних сил при перемещении заряда q от отрицательного полюса источника тока к положительному к величине этого заряда, называется электродвижущей силой источника (ЭДС):
Электродвижущая сила, как и разность потенциалов, измеряется в вольтах (В).

участка цепи, содержащего ЭДС): сила тока в полной цепи равна электродвижущей силе источника, деленной на сумму сопротивлений однородного и неоднородного участков цепи
IR = U12 = φ1 – φ2 +  = Δφ12 + ε 
Ток короткого замыкания:
Сила тока короткого замыкания – максимальная сила тока, которую можно получить от данного источника с электродвижущей силой и внутренним сопротивлением r.

полное сопротивление цепи равно сумме сопротивлений отдельных проводников

U1 = U2 = U
I = I1 + I2
При параллельном соединении проводников величина, обратная общему сопротивлению цепи, равна сумме величин, обратных сопротивлениям параллельно включенных проводников.

= ΔA = RI2Δt

во внешней цепи
Коэффициентом полезного действия источника

пяти различных средах:
Металлах
Вакууме
Полупроводниках
Жидкостях
Газах

электронов под действием электрического поля.
Опыты показывают, что при протекании тока по металлическому проводнику не происходит переноса вещества, следовательно, ионы металла не принимают участия в переносе электрического заряда.
Носителями заряда в металлах являются электроны;
Процесс образования носителей заряда – обобществление валентных электронов;
Сила тока прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению проводника – выполняется закон Ома;
Техническое применение электрического тока в металлах: обмотки двигателей, трансформаторов, генераторов, проводка внутри зданий, сети электропередачи, силовые кабели.

длина свободного пробега частицы больше размера сосуда, то есть молекула пролетает от одной стенки сосуда до другой без соударения с другими молекулами.
В результате в вакууме нет свободных носителей заряда, и электрический ток не возникает.
Для создания носителей заряда в вакууме используют явление термоэлектронной эмиссии.
ТЕРМОЭЛЕКТРОННАЯ ЭМИССИЯ – это явление «испарения» электронов с поверхности нагретого металла

свободно перемещаться внутри кристалла, так что при приложении электрического поля возникает направленное перемещение электронов.
полупроводники представляют собой нечто среднее между проводниками и изоляторами.
У полупроводников с понижением температуры сопротивление возрастает и вблизи абсолютного нуля они практически становятся изоляторами.

Полупроводники - твердые вещества, проводимость которых зависит от внешних условий (в основном от нагревания и от освещения).

Зависимость удельного сопротивления ρ чистого полупроводника от абсолютной температуры T.

освещение или внедрение примесей;
закон Ома не выполняется;
техническое применение – электроника.

возникнут свободные электроны (электроны проводимости).
одновременно в местах разрыва связей образуются вакансии, которые не заняты электронами. Эти вакансии получили название «дырок».
Проводимость полупроводников при наличии примесей называется примесной проводимостью.
Различают два типа примесной проводимости – электронную и дырочную проводимости.

чистый полупроводник, то появляются свободные электроны.
Проводимость –электронная,
примесь донорная,
полупроводник n – типа.

Если примесь имеет валентность меньшую, чем чистый полупроводник, то появляются разрывы связей – дырки.
Проводимость – дырочная,
примесь акцепторная,
полупроводник p – типа.

Атом мышьяка в решетке германия. Полупроводник n-типа.

Атом индия в решетке германия. Полупроводник p-типа.

полупроводников с разными типами проводимости.
При контакте двух полупроводников n- и p-типов начинается процесс диффузии: дырки из p-области переходят в n-область, а электроны, наоборот, из n-области в p-область.
Пограничная область раздела полупроводников с разными типами проводимости (так называемый запирающий слой) обычно достигает толщины порядка десятков и сотен межатомных расстояний.

полюс источника был соединен с p-областью, а отрицательный с n-областью, то напряженность электрического поля в запирающем слое будет уменьшаться.
Дырки из p-области и электроны из n-области, двигаясь навстречу друг другу, будут пересекать n–p-переход, создавая ток в прямом направлении.
Сила тока через n–p-переход в этом случае будет возрастать при увеличении напряжения источника.

так, что положительный полюс источника соединен с n-областью, а отрицательный – с p-областью, то напряженность поля в запирающем слое возрастает.
Дырки в p-области и электроны в n-области будут смещаться от n–p-перехода, увеличивая тем самым концентрации неосновных носителей в запирающем слое.
Ток через n–p-переход практически не идет.
Напряжение, поданное на n–p-переход в этом случае называют обратным.

происходит от сочетания английских слов: transfer – переносить и resistor – сопротивление.
Обычно для создания транзисторов используют германий и кремний.
Транзисторы бывают двух типов: p–n–p-транзисторы и n–p–n-транзисторы.
В транзисторе n–p–n-типа основная германиевая пластинка обладает проводимостью p-типа, а созданные на ней две области – проводимостью n-типа.
Пластинку транзистора называют базой (Б),
одну из областей с противоположным типом проводимости – коллектором (К),
вторую – эмиттером (Э).
В условных обозначениях разных структур стрелка эмиттера показывает направление тока через транзистор.

Транзистор структуры p–n–p

Транзистор структуры n–p–n.

Включение в цепь транзистора p–n–p-структуры

электрического тока сопровождается переносом вещества.
Носителями свободных зарядов в электролитах являются положительно и отрицательно заряженные ионы.
Электролитами являются водные растворы неорганических кислот, солей и щелочей, расплавы
Сопротивление электролитов падает с ростом температуры, так как с ростом температуры растёт количество ионов.

Электролиз водного раствора хлорида меди.

Положительно заряженные ионы (анионы) под действием электрического поля стремятся к отрицательному катоду,
а отрицательно заряженные ионы (катионы) - к положительному аноду.

Закон Фарадея определяет количества первичных продуктов, выделяющихся на электродах при электролизе:
Масса m вещества, выделившегося на электроде, прямо пропорциональна заряду Q, прошедшему через электролит:
m = kQ = kIt
Величину k называют электрохимическим эквивалентом.

F = eNA – постоянная Фарадея.

электролитическая диссоциация;
электролиты подчиняются закону Ома;
Применение электролиза : получение цветных металлов (очистка от примесей - рафинирование); гальваностегия - получение покрытий на металле (никелирование, хромирование, золочение, серебрение и т.д. ); гальванопластика - получение отслаиваемых покрытий (рельефных копий).

на рисунке, равно 3 Ом. Найдите общее сопротивление участка.

2/3 Ом
1,5 Ом
3 Ом
6 Ом

2 раза. Как изменилась мощность электроплитки?

увеличилась в 2 раза
увеличилась в 4 раза
уменьшилась в 2 раза
уменьшилась в 4 раза

круглого угольного стержня от его диаметра. Какие стержни нужно использовать для такой проверки?

А и Г
Б и В
Б и Г
В и Г

Определите мощность тока, проходящего через нагревательный элемент при напряжении 220 В.

Ответ: _______________Вт

2420

P = U2 /R

на рисунке, если R1 = 1 Ом, R2 = 10 Ом, R3 = 10 Ом, R4 = 5 Ом?

9 Ом
11 Ом
16 Ом
26 Ом

каждая соединены последовательно и включены в сеть с напряжением 220 В. Через какое время на этой плитке закипит вода массой 1 кг, если ее начальная температура составляла 20°С, а КПД процесса 80%? (Полезной считается энергия, необходимая для нагревания воды.)

напряжение 2 В, вольтметр V2 – напряжение 0,5 В. Напряжение на лампе равно

0,5 В
1,5 В
2 В
2,5 В

измеряя значения силы тока, проходящего через них при разных напряжениях на резисторах, и результаты заносил в таблицу.

Прямая пропорциональная зависимость между силой тока в резисторе и
напряжением на концах резистора

выполняется только для первого резистора
выполняется только для второго резистора
выполняется для обоих резисторов
не выполняется для обоих резисторов

Сила тока в канале молнии около 2.104 А. Какой заряд проходит по каналу молнии?

40 Кл
10-7 Кл
10 Кл
4.10-8 Кл

через нее электрического тока. С каким из приведенных ниже утверждений вы согласны?

Внутренняя энергия спирали увеличивается.
Внутренняя энергия спирали уменьшается.
Внутренняя энергия спирали не изменяется.
Механическая энергия спирали увеличивается.

на концах резистора, ученик получил изображенный на рисунке график. По этому графику он рассчитал значение сопротивления резистора, которое оказалось равным . . .

0,5 Ом
1 Ом
1,5 Ом
2 Ом

1,6 В и внутренним сопротивлением 0,3 Ом замкнут проводником с сопротивлением 3,7 Ом. Сила тока в цепи равна…

0,3 А.
0,4 А.
2,5 А.
6,4 А.

устройствах использованы достижения в области физики полупроводников? А. солнечная батарея Б. компьютер В. радиоприемники

только в А
только в Б
только в В
и в А, и в Б, и в В

рисунке, ползунок реостата перемещают вправо. Как изменились при этом показания вольтметра и амперметра?

показания обоих приборов увеличились
 показания обоих приборов уменьшились
 показания амперметра увеличились, вольтметра уменьшились
 показания амперметра уменьшились, вольтметра увеличились

приложенное к нему напряжение уменьшили в 2 раза. Как изменилась сила тока, протекающего через резистор?

уменьшилась в 2 раза
увеличилась в 4 раза
уменьшилась в 4 раза
не изменилась

трехвалентный индий, а во второй раз пятивалентный фосфор. Каким типом проводимости в основном будет обладать полупроводник в каждом случае?

в обоих случаях электронной
в I – электронной, во II – дырочной
в I – дырочной, во II – электронной
в обоих случаях дырочной

проводника и электрическое напряжение на его концах увеличатся в 2 раза, то сила тока, протекающая по нему.

не изменится
увеличится в 2 раза
увеличится в 4 раза
уменьшится в 4 раза

если, не изменяя её электрическое сопротивление, уменьшить напряжение на ней в 3 раза?

уменьшится в 3 раза
уменьшится в 9 раз
не изменится
увеличится в 9 раз

электрической цепи сила тока I в цепи изменяется в соответствии с графиком (см. рисунок). Электрическое сопротивление на этом участке цепи равно

2 Ом
0,5 Ом
2 мОм
500 Ом

0,3 А сопротивление лампы равно 10 Ом. Мощность электрического тока, выделяющаяся на нити лампы, равна

0,03 Вт
0,9 Вт
3 Вт
30 Вт

участка электрической цепи, представленной на рисунке, равно

14 Ом
8 Ом
7 Ом
6 Ом

6 В подключили реостат. На рисунке показан график изменения силы тока в реостате в зависимости от его сопротивления. Чему равно внутреннее сопротивление источника тока?

0 Ом
0,5 Ом
1 Ом
2 Ом

тока в проводнике от напряжения на его концах. Чему равно сопротивление проводника?

0,125 Ом
2 Ом
16 Ом
8 Ом

в водном растворе соли?

только ионами
электронами и «дырками»
электронами и ионами
только электронами

0,5 Ом подключили реостат. На рисунке показан график зависимости силы тока в реостате от его сопротивления. Чему равна ЭДС источника тока?

12 В
6 В
4 В
2 В

постоянный ток I = 10 А. Какую силу тока показывает амперметр? Сопротивлением амперметра пренебречь.

2 А
3 А
5 А
10 А

ток, за время t выделяется количество теплоты Q. Если сопротивление нагревателя и время t увеличить вдвое, не изменяя силу тока, то количество выделившейся теплоты будет равно

8Q
4Q
2Q
Q

сопротивление каждого из резисторов равно 2 Ом. Полное сопротивление участка равно

8 Ом
6 Ом
5 Ом
4 Ом

тока в лампе накаливания от напряжения на ее клеммах. При напряжении 30 В мощность тока в лампе равна

135 Вт
67,5 Вт
45 Вт
20 Вт

рисунок), если ключ К замкнуть? (Каждый из резисторов имеет сопротивление R.)

R
2R
3R
0

стоит предохранитель, размыкающий цепь при силе тока 10 А. Подаваемое в цепь напряжение равно 110 В. Какое максимальное число электрических чайников, мощность каждого из которых равна 400 Вт, можно одновременно включить в квартире?

2,7
2
3
2,8

включенного в цепь амперметра даны в амперах.

0,8 В
1,6 В
2,4 В
4,8 В

Какое напряжение покажет идеальный вольтметр, если его подключить параллельно резистору 3 Ом?

заданий ЕГЭ 2010, Физика [Текст]: учебное пособие для выпускников. ср. учеб. заведений / А.В. Берков, В.А. Грибов. – ООО "Издательство Астрель", 2009. – 160 с.
Касьянов, В.А. Физика, 11 класс [Текст]: учебник для общеобразовательных школ / В.А. Касьянов. – ООО "Дрофа", 2004. – 116 с.
Мякишев, Г.Я. и др. Физика. 11 класс [Текст]: учебник для общеобразовательных школ / учебник для общеобразовательных школ Г.Я. Мякишев, Б.Б. Буховцев . –" Просвещение ", 2009. – 166 с.
Открытая физика [текст, рисунки]/ http://www.physics.ru
Подготовка к ЕГЭ /http://egephizika
Федеральный институт педагогических измерений. Контрольные измерительные материалы (КИМ) Физика //[Электронный ресурс]// http://fipi.ru/view/sections/92/docs/
Электрическое сопротивление, Материал из Википедии — свободной энциклопедии /http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%AD%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%B5_%D1%81%D0%BE%D0%BF%D1%80%D0%BE%D1%82%D0%B8%D0%B2%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5
Электрический ток. Электричество в доме и на даче   / http://www.mukhin.ru/stroysovet/electro/001.html
Физика. Персональный сайт Лукиновой Е.Н. Таблицы / http://fizluk.lunatic.kz/index.php?option=com_content&view=article&id=27&Itemid=30&lang=ru
Мир ума, Развитие способностей человека. / Видео, Физика   Электрический ток в различных средах / http://www.miruma.ru/elektricheskiy-tok-v-razlichnyih-sredah/