Сторонние силы. ЭДС. Закон Ома для полной цепи - ЭЛЕКТРОДИНАМИКА

Ход урока

I. Самостоятельная работа

1. Каково сопротивление 1 м провода из константана диаметром 0,8 мм?

2. Известно, что сопротивление спирали лампочки нормального фонарика составляет 15 Ом. Какой длины вольфрамовый провод взят для ее изготовления, если ее диаметр равен 0,1 мм?

3. При намотке катушки из медного провода ее масса возросла на 17,8 г, а сопротивление оказалось равным 34 Ом. Оцените по этим данным длину и площадь поперечного сечения провода?

Ответы: 1. 1 Ом. 2. 2,14 м. 3. 20 м, 10^-8 м².

II. Изучение нового материала

Для того чтобы ток не прекращался, необходимо, чтобы положительные заряды, перемещающиеся на тело В с тела А, вновь возвращались на тело А, а отрицательные возвращались на тело В, на некотором участке замкнутой цепи заряды двигались против действующих на них электростатических сил. Для этого на заряде должны действовать другие силы, направленные противоположно электростатическим силам. Такие силы неэлектростатического происхождения называются сторонними силами. Сторонние силы в различных источниках возникают по разным причинам. Во время работы источника непрерывно перемещаются положительные заряды между электродами от отрицательного полюса к положительному. Чем больший заряд перемещается, тем большая работа совершается.

Отношение работы сторонних сил к значению положительного заряда, переносимого внутри источника, называют электродвижущей силой источника (ЭДС):

Участки электрической цепи, на которых электрический ток создается только электростатическим полем, называют однородным.

Закон Ома:

r - внутреннее сопротивление источника тока [Ом],

R - внешнее сопротивление цепи [Ом].

ЭДС источника можно измерить, если источник замкнуть на вольтметр, R_B сопротивление которого значительно больше внутреннего сопротивления, тогда внутренним сопротивлением можно пренебречь.

Если к полюсам источника присоединить проводник, сопротивление которого мало по сравнению с внутренним сопротивлением источника, то произойдет короткое замыкание.

Ток короткого замыкания может достигать порядка от 20 - до 200 А, а иногда и 1000 А. В этом случае может произойти перегрев проводов, пожар здания. Чтобы избежать этого, в цепь включают предохранители.

III. Повторение изученного

1. Каково назначение источника тока?

2. Что такое сторонние силы?

3. Что такое ЭДС?

4. Как формулируется закон Ома для участка цепи?

5. Как формулируется закон Ома для полной цепи?

6. Что такое короткое замыкание?

IV. Решение задач

1. Батарейка для карманного фонарика замкнута на реостат. При сопротивлении реостата 1,65 Ом напряжение на нем 3,3 В, а при сопротивлении 3,5 Ом - 3,5 В. Найдите внутреннее сопротивление и ЭДС батарейки. (Ответ: r = 0,2 Ом; Е = 3,7 В.)

2. Источником тока в цепи служит батарейка с ЭДС - 30 В. Напряжение на зажимах батареи 18 В, а сила тока в цепи 3 А. Определите внешнее и внутреннее сопротивление цепи. (Ответ: R= 2,0 Ом; r = 4,0 Ом.)

3. К полюсам источника тока с ЭДС 8 В присоединили проводник сопротивлением 30 Ом. При этом напряжение между концами проводника стало 6 В. Чему равно внутреннее сопротивление источника? (Ответ: 10 Ом.)

Домашнее задание

П. 109, п. 110, Задачи 5-6 на с. 286.