Задание OGEPHYSF6571B: Постоянный электрический ток. Действия электрического тока. Сила тока. Напряжение

ФИПИ · ОГЭ · все форматы ответа · 1506 заданий

Открыть решение ↓ Ошибка или пожелание

Учебные темы: Постоянный электрический ток. Действия электрического тока. Сила тока. Напряжение; Работа с физическим текстом и данными.

Общее условие

Термоэлементы

Рассмотрим цепь, составленную из проводников, изготовленных из разных металлов (см. рисунок 1). Если места спаев металлов находятся при одной температуре, то тока в цепи не наблюдается. Положение станет совершенно иным, если нагреть какой-нибудь из спаев, например спай a.
В этом случае гальванометр покажет наличие в цепи электрического тока, протекающего всё время, пока существует разность температур между спаями a и b.

Рисунок из условия ФИПИ

Рисунок 1. Цепь, состоящая из железного и двух медных проводников
и гальванометра

 

Значение силы тока, протекающего в цепи, приблизительно пропорционально разности температур спаев. Направление тока зависит от того, какой из спаев находится при более высокой температуре. Если спай a не нагревать, а охлаждать (поместить, например, в сухой лёд), то ток потечёт в обратном направлении.

Описанное явление было открыто в 1821 г. немецким физиком Зеебеком и получило название термоэлектричества; комбинация проводников из разных металлов, образующих замкнутую цепь, называется термоэлементом. Важная область применения металлических термоэлементов – их использование для измерения температуры.

Задание №1. Дайте развернутый ответ.

Спай a помещают в сухой лёд при температуре –78,5 °C, а спай b оставляют при комнатной температуре. Как изменится электрический ток в сравнении
с ситуацией, рассмотренной в тексте (см. рисунок)? Ответ поясните. (Известно, что в нижней части пламени спиртовки температура примерно равна 350 °С, а максимальная температура в 900 °С достигается в верхней части пламени.)


 

i
СВОЙСТВА ЗАДАНИЯ
КЭС:
3 ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ
Тип ответа:Развернутый ответ
Номер: F6571B
1 (152C11)
НЕ РЕШЕНО Изменить статус

Решение задания OGEPHYSF6571B

Ответ: Направление тока изменится на противоположное.

Согласно тексту направление тока термоэлемента зависит от того, какой из двух спаев горячее. В исходном опыте спай a нагревается пламенем, а b находится при комнатной температуре: Ta больше Tb.
После помещения a в сухой лёд его температура равна −78,5 °C, тогда как спай b остаётся при комнатной температуре. Теперь Ta меньше Tb. Знак разности температур спаев изменился, поэтому ток потечёт в противоположном направлении; стрелка гальванометра отклонится в другую сторону от нуля.
В приближённой модели из текста можно записать I = K(Ta − Tb), где K характеризует эту цепь при выбранном положительном направлении тока. Изменение знака разности температур даёт изменение знака I.
Проверка: охлаждаются не оба спая до одной температуры, поэтому разность температур не исчезает и ток не обязан стать нулевым. Определяющим является сравнение двух температур, а не само слово «охлаждение».
О величине тока: если в школьной оценке приравнять прежнюю температуру нагретого спая к указанной температуре пламени, модуль разности температур после охлаждения будет меньше и модуль тока уменьшится. Например, при комнатных 20 °C после охлаждения разность по модулю равна 98,5 °C, тогда как при 350 °C было бы 330 °C. Это условная оценка: точная прежняя температура самого спая и коэффициент K не заданы, поэтому точное отношение токов определить нельзя. Надёжный вывод непосредственно из условия: ток изменит направление на противоположное.

Постоянный электрический ток. Действия электрического тока. Сила тока. Напряжение: схема решения задания OGEPHYSF6571B
Обозначения: Исходный рисунок ФИПИ и пояснения к решению.

Помочь улучшить сайт

Напишите пожелание к сайту или решению либо сообщите о найденной неточности в задании OGEPHYSF6571B.

Сообщение увидит только команда сайта: на странице оно не публикуется.

Комментарии к решению

Комментарии видны всем посетителям сайта.

Комментариев пока нет. Будьте первым.

Чтобы оставить комментарий, войдите или зарегистрируйтесь.