Фізика 8 клас

§36. Електричний струм у  металах (ст. 194)

Електричний струм у  металах являє со­бою напрямлений рух вільних електронів.

Природа струму в металах була експериментально встановлена відомими вченими Леонідом Ісааковичем Мандельштамом і Миколою Дмитровичем Папалексі (1913 р.) під час роботи в Страсбурзькому університеті; методику дослідів удосконалили американські фізики Річард Толмен і Томас Стюарт (1916 р.).

Опір металевого провідника збільшується в разі підвищення температури та зменшується в разі її зниження. Зміна опору залежить від матеріалу, з якого виготовлений провідник. Знаючи, як залежить опір металевого провідника від температури, можна, вимірявши опір провідника, визначити його температуру. Цей факт покладено в основу роботи так званих термометрів опору.

У разі зменшення температури деяких металів до температур, близьких до абсолютного нуля (–273°С), їхній опір стрибком падає до нуля. Це явище називають надпровідністю.

Вправа № 36 (ст. 197)

1. Електрон міститься в електричному полі, силові лінії якого зображено на рисунку. Як направлена сила, з якою це поле діє на електрон?

Силові лінії електричного поля починаються на позитивному заряді й закінчуються на негативному:Електрон заряджений негативно, а поле напрямлене від позитивного до негативного заряду, тож сила, з якою це поле діє на електрон направлена проти силових ліній поля.

4. У металевому провіднику завдовжки 10 см і з площею поперечного перерізу 0,4 см² тече струм силою 80А. Якою є середня швидкість напрямленого руху електронів у провіднику, якщо в кожному кубіч­ному сантиметрі провідника міститься 2,5⋅10²² вільних електронів?

Середня швидкість напрямленого руху електронів у провіднику – це шлях l₀, пройдений електронами за одиницю часу.

Електричні заряди фізичних тіл є кратними певному найменшому (елементарному) заряду: e = − 1,6⋅10^–19 Кл.

Через поперечний переріз провідника проходить заряд: q = Ne,
N — кількість електронів; e — елементарний заряд.

Кількість електронів N дорівнює кількості електронів в 1 см³ помноженій на об’єм частини провідника V, яку пройдуть електрони.

Об’єм частини провідника V, яку пройдуть електрони це шлях l₀, пройдений електронами помножений на площу поперечного перерізу провідника S.

Шлях l₀, пройдений електронами це середня швидкість напрямленого руху електронів у провіднику v_сер, помножена на час t, протягом якого триває рух електронів.