Презентация ЗАКОНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА ПОДГОТОВКА К ЕГЭ Учитель: Попова И. А. МОУ СОШ 30 Белово 2010 онлайн

Содержание слайда: ЗАКОНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА ПОДГОТОВКА К ЕГЭ Учитель: Попова И.А. МОУ СОШ № 30 Белово 2010

Содержание слайда: Цель: повторение основных понятий, законов и формул ЗАКОНОВ ПОСТОЯННОГО ТОКА в 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

Содержание слайда: Электрический ток. Сила тока, напряжение, электрическое сопротивление. Непрерывное упорядоченное движение свободных носителей 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

Содержание слайда: Электрический ток. Сила тока, напряжение, электрическое сопротивление. Электрическое сопротивление — скалярная физическая величина, 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.

Содержание слайда: Закон Ома для участка цепи Закон Ома для однородного участка цепи: сила тока в проводнике прямо пропорциональна приложенному напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению проводника. Назван в честь его первооткрывателя Георга Ома.

Содержание слайда: Электродвижущая сила Для существования постоянного тока необходимо наличие в электрической цепи устройства, 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).

Содержание слайда: Закон Ома для полной электрической цепи Обобщенный закон Ома (Закон Ома для 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.

Содержание слайда: Параллельное и последовательное соединение проводников I1 = I2 = I U = U1 + U2 = IR R = R1 + R2 При последовательном соединении полное сопротивление цепи равно сумме сопротивлений отдельных проводников

Содержание слайда: Работа электрического тока. Закон Джоуля–Ленца Работа электрического тока: ΔA = UIΔt Закон Джоуля–Ленца: ΔQ = ΔA = RI2Δt

Содержание слайда: Мощность электрического тока Мощность электрического тока: Мощность выражается в ваттах (Вт). Полная мощность источника Мощность во внешней цепи Коэффициентом полезного действия источника

Содержание слайда: Носители электрического заряда в различных средах Электрический ток может протекать в пяти различных средах: Металлах Вакууме Полупроводниках Жидкостях Газах

Содержание слайда: Электрический ток в металлах: Электрический ток в металлах – это упорядоченное движение 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.

Содержание слайда: Электрический ток в вакууме Вакуум - сильно разреженный газ, в котором средняя 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

Содержание слайда: Электрический ток в полупроводниках При нагревании или освещении некоторые электроны приобретают возможность 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.

Содержание слайда: Выводы: носители заряда – электроны и дырки; процесс образования носителей заряда – нагревание, освещение или внедрение примесей; закон Ома не выполняется; техническое применение – электроника.

Содержание слайда: Образование электронно-дырочной пары При повышении температуры или увеличении освещенности в кристалле 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.

Содержание слайда: Электронная и дырочная проводимости. Если примесь имеет валентность большую, чем чистый полупроводник, то появляются свободные электроны. Проводимость –электронная, примесь донорная, полупроводник n – типа.

Содержание слайда: Электронно-дырочный переход. Электронно-дырочный переход (или n–p-переход) – это область контакта двух 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.

Содержание слайда: Ток в прямом направлении Если n–p-переход соединить с источником так, чтобы положительный 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.

Содержание слайда: Ток в обратном направлении Если полупроводник с n–p-переходом подключен к источнику тока 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.

Содержание слайда: Транзистор Полупроводниковые приборы не с одним, а с двумя n–p-переходами называются транзисторами. Название 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.

Содержание слайда: Электрический ток в жидкостях Электролитами принято называть проводящие среды, в которых протекание 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.

Содержание слайда: Явление электролиза - это выделение на электродах веществ, входящих в электролиты; Положительно заряженные ионы (анионы) под действием электрического поля стремятся к отрицательному катоду, а отрицательно заряженные ионы (катионы) - к положительному аноду.

Содержание слайда: Вывод: носители заряда – положительные и отрицательные ионы; процесс образования носителей заряда – 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).

Содержание слайда: Рассмотрим задачи: ЕГЭ 2001-2010 (Демо, КИМ) ГИА-9 2008-2010 (Демо)

Содержание слайда: ГИА 2008 г. 10. Сопротивление каждого резистора на участке цепи, изображенном на рисунке, равно 3 Ом. Найдите общее сопротивление участка. 2/3 Ом 1,5 Ом 3 Ом 6 Ом

Содержание слайда: ГИА 2008 г. 13. При ремонте электроплитки ее спираль укоротили в 2 раза. Как изменилась мощность электроплитки? увеличилась в 2 раза увеличилась в 4 раза уменьшилась в 2 раза уменьшилась в 4 раза

Содержание слайда: ГИА 2008 г. 15 Необходимо экспериментально проверить, зависит ли электрическое сопротивление круглого угольного стержня от его диаметра. Какие стержни нужно использовать для такой проверки?

Содержание слайда: ГИА 2008 г. 21 Сопротивление нагревательного элемента электрического чайника 20 Ом. Определите мощность тока, проходящего через нагревательный элемент при напряжении 220 В.

Содержание слайда: (ГИА 2009 г.) 10. Чему равно общее сопротивление участка цепи, изображенного на рисунке, если R1 = 1 Ом, R2 = 10 Ом, R3 = 10 Ом, R4 = 5 Ом?

Содержание слайда: ГИА 2009 г. 24 Две спирали электроплитки сопротивлением по 10 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.)

Содержание слайда: (ГИА 2010 г.) 10. В электрической цепи (см. рисунок) вольтметр V1 показывает напряжение 2 В, вольтметр V2 – напряжение 0,5 В. Напряжение на лампе равно 0,5 В 1,5 В 2 В 2,5 В

Содержание слайда: (ГИА 2010 г.) 15. Ученик проводил опыты с двумя разными резисторами, измеряя значения силы тока, проходящего через них при разных напряжениях на резисторах, и результаты заносил в таблицу.

Содержание слайда: (ЕГЭ 2001 г.) А22. Среднее время разрядов молнии равно 0,002 с. Сила тока в канале молнии около 2.104 А. Какой заряд проходит по каналу молнии?

Содержание слайда: (ЕГЭ 2001 г., Демо) А19. Спираль электрической плитки нагревается при прохождении через нее электрического тока. С каким из приведенных ниже утверждений вы согласны?

Содержание слайда: (ЕГЭ 2001 г., Демо) 19. Исследуя зависимость силы тока от напряжения на концах резистора, ученик получил изображенный на рисунке график. По этому графику он рассчитал значение сопротивления резистора, которое оказалось равным . . .

Содержание слайда: (ЕГЭ 2001 г., Демо) 20. Гальванический элемент с ЭДС 1,6 В и внутренним сопротивлением 0,3 Ом замкнут проводником с сопротивлением 3,7 Ом. Сила тока в цепи равна…

Содержание слайда: (ЕГЭ 2002 г., Демо) А16. В каких из перечисленных ниже технических устройствах использованы достижения в области физики полупроводников? А. солнечная батарея Б. компьютер В. радиоприемники

Содержание слайда: (ЕГЭ 2002 г., Демо) А32. . В электрической цепи, изображенной на рисунке, ползунок реостата перемещают вправо. Как изменились при этом показания вольтметра и амперметра?

Содержание слайда: 2002 г. А18 (КИМ). Сопротивление резистора увеличили в 2 раза, а приложенное к нему напряжение уменьшили в 2 раза. Как изменилась сила тока, протекающего через резистор?

Содержание слайда: 2002 г. А19 (КИМ). В четырехвалентный кремний добавили в первый раз трехвалентный индий, а во второй раз пятивалентный фосфор. Каким типом проводимости в основном будет обладать полупроводник в каждом случае?

Содержание слайда: (ЕГЭ 2003 г., КИМ) А16. Если площадь поперечного сечения однородного цилиндрического проводника и электрическое напряжение на его концах увеличатся в 2 раза, то сила тока, протекающая по нему.

Содержание слайда: (ЕГЭ 2003 г., КИМ) А17. Как изменится мощность, потребляемая электрической лампой, если, не изменяя её электрическое сопротивление, уменьшить напряжение на ней в 3 раза?

Содержание слайда: (ЕГЭ 2004 г., демо) А12. При увеличении напряжения U на участке электрической цепи сила тока I в цепи изменяется в соответствии с графиком (см. рисунок). Электрическое сопротивление на этом участке цепи равно

Содержание слайда: (ЕГЭ 2004 г., демо) А13. При силе тока в электрической цепи 0,3 А сопротивление лампы равно 10 Ом. Мощность электрического тока, выделяющаяся на нити лампы, равна

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда: (ЕГЭ 2006 г., ДЕМО) А16. На рисунке изображен график зависимости силы тока в проводнике от напряжения на его концах. Чему равно сопротивление проводника? 0,125 Ом 2 Ом 16 Ом 8 Ом

Содержание слайда: (ЕГЭ 2006 г., ДЕМО) А17. Какими носителями электрического заряда создается ток в водном растворе соли? только ионами электронами и «дырками» электронами и ионами только электронами

Содержание слайда: (ЕГЭ 2006 г., ДЕМО) А28. К источнику тока с внутренним сопротивлением 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

Содержание слайда: (ЕГЭ 2007 г., ДЕМО) А18. Через участок цепи (см. рисунок) течет постоянный ток I = 10 А. Какую силу тока показывает амперметр? Сопротивлением амперметра пренебречь. 2 А 3 А 5 А 10 А

Содержание слайда: (ЕГЭ 2007 г., ДЕМО) А19. В электронагревателе, через который течет постоянный 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

Содержание слайда: (ЕГЭ 2008 г., ДЕМО) А18. В участке цепи, изображенном на рисунке, сопротивление каждого из резисторов равно 2 Ом. Полное сопротивление участка равно

Содержание слайда: (ЕГЭ 2008 г., ДЕМО) А19. На рисунке показан график зависимости силы тока в лампе накаливания от напряжения на ее клеммах. При напряжении 30 В мощность тока в лампе равна

Содержание слайда: (ЕГЭ 2009 г., ДЕМО) А14. Каким будет сопротивление участка цепи (см. рисунок), если ключ К замкнуть? (Каждый из резисторов имеет сопротивление R.)

Содержание слайда: (ЕГЭ 2009 г., ДЕМО) А19. На входе в электрическую цепь квартиры 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?

Содержание слайда: (ЕГЭ 2010 г., ДЕМО) А14. На фотографии – электрическая цепь. Показания включенного в цепь амперметра даны в амперах.

Содержание слайда: Используемая литература Берков, А.В. и др. Самое полное издание типовых вариантов реальных 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/