Какая физическая величина характеризует электропроводность цепи

Сопротивление, проводимость и закон Ома

ads

Сопротивление часто обозначается через R или r и в Международной системе единиц (СИ) измеряется в Омах.

В зависимости от среды проводника и носителей зарядов, физическая природа сопротивления может отличаться. Так, например, в металле движущиеся под действием поля электроны рассеиваются на неоднородностях ионной решетки, теряют свой импульс, и энергия их движения преобразуется во внутреннюю энергию кристаллической решетки (то есть становится меньше).

Сопротивление проводника при прочих равных условиях зависит от его геометрии и от удельного электрического сопротивления материала, из которого он выполнен.

Сопротивление однородного проводника постоянного сечения зависит от свойств вещества проводника, его длины, сечения и определяется согласно зависимости

где ρ – удельное сопротивление вещества проводника, Ом·м, l — длина проводника, м, а S — площадь сечения, мм².

Удельное сопротивление ρ – скалярная физическая величина, численно равная сопротивлению однородного цилиндрического проводника единичной длины и единичной площади сечения (рисунок 1). При расчетах это значение выбирается из таблицы.

Рис. 1. Удельное сопротивление проводника, ρ

Сопротивление проводника R зависит от внешнего фактора – температуры T, но для разных групп веществ эта зависимость имеет различные зависимости. Так, при снижении температуры металлов их сопротивление снижается (то есть способность проводить ток увеличивается). Если температура металла достигает низких значений, он переходит в состояние так называемой свехрпроводимости и его сопротивление R стремится к 0. Поведение полупроводников под воздействием температур обратное – при снижении температуры T сопротивление R растет, а при его росте наоборот падает (рисунок 2).

Рис. 2. Зависимость сопротивления R от температуры T для металлов и полупроводников

Закон Ома

В 1826 году немецкий физик Георг Ом открыл важный в электронике закон, названный впоследствии его фамилией. Закон Ома определяет количественную зависимость между электрическим током и свойствами проводника, характеризующими его способность противостоять электрическому току.

Существует несколько интерпретаций закона Ома.

Закон Ома для участка цепи (рисунок 3) определяет величину электрического тока I в проводнике как отношение напряжения на концах проводника U и его сопротивления R

Рис. 3. Закон Ома для участка цепи

Интерпретировать закон Ома для участка цепи можно следующим образом: если к концам проводника сопротивлением R = 1 Ом приложено напряжение U = 1 В, тогда величина тока I в проводнике будет равна 1 А

На представленном выше простом примере разберем физическую интерпретацию закона Ома, используя аналогию электрического тока и воды. В качестве аналога проводника электрического тока возьмем воронку, сужение в которой возникает из-за наличие в проводнике сопротивления R (рисунок 4). Пусть в воронку из некоторого источника поступает вода, которая просачивается через узкое горлышко. Усилить поток воды на выходе горлышка воронки можно за счет давления на воду, например, силой поршня. В аналогии с электричеством, поршень будет являться аналогом напряжения – чем сильнее на воду давит поршень (то есть чем больше значение напряжения), тем сильнее будет поток воды на выходе из воронки (тем больше будет значение силы тока).

Рис. 4. Интерпретация закона Ома для участка цепи с использованием водной аналогии

Закон Ома может быть применен не всегда, а лишь в ограниченном числе случаев. Так закон Ома «не работает» при расчете напряжения и тока в полупроводниковых или электровакуумных приборов, содержащих нелинейные элементы. В этом случае зависимость тока и напряжения можно определить только с помощью построение так называемой вольтамперной характеристики (ВАХ). К категории нелинейных элементов относятся все без исключения полупроводниковые приборы (диоды, транзисторы, стабилитроны, тиристоры, варикапы и т.д.), а также электронные лампы.

Электрическая проводимость

Электри́ческая проводи́мость (электропроводность, проводимость) — способность тела проводить электрический ток, а также физическая величина, характеризующая эту способность и обратная электрическому сопротивлению. В СИ единицей измерения электрической проводимости является сименс (называемая также в некоторых странах Мо) [1] .

Содержание

Удельная проводимость

Удельной проводимостью (удельной электропроводностью) называют меру способности вещества проводить электрический ток. Согласно закону Ома в линейном изотропном веществе удельная проводимость является коэффициентом пропорциональности между плотностью возникающего тока и величиной электрического поля в среде:

$\vec J = \sigma \, \vec E,$

$\sigma$ — удельная проводимость,
$\vec J$ — вектор плотности тока,
$\vec E$ — вектор напряжённости электрического поля.

В неоднородной среде σ может зависеть (и в общем случае зависит) от координат, то есть не совпадает в различных точках проводника.

Удельная проводимость анизотропных (в отличие от изотропных) сред является, вообще говоря, не скаляром, а тензором (симметричным тензором ранга 2), и умножение на него сводится к матричному умножению:

$J_i = \sum\limits_<k=1>^3\sigma_ <ik>\, E_k,» width=»» height=»» /> векторы же плотности тока и напряжённости поля в этом случае, вообще говоря, не коллинеарны. Для любой линейной среды можно выбрать локально (а если среда однородная, то и глобально) ортогональную систему координат (собственные оси тензора проводимости), в которой тензор проводимости диагонализуется. В таких координатах соотношение упрощается и записывается так: <img decoding=$

(но такое соотношение для анизотропной среды реализуется только в одних выделенных координатах) [2]

Величина, обратная удельной проводимости, называется удельным сопротивлением.

Вообще говоря, линейное соотношение, написанное выше (как скалярное, так и тензорное), верно в лучшем случае [3] приближённо, причём приближение это хорошо только для сравнительно малых величин E . Впрочем, и при таких величинах E , когда отклонения от линейности заметны, удельная электропроводность может сохранять свою роль в качестве коэффициента при линейном члене разложения, тогда как другие, старшие, члены разложения дадут поправки, обеспечивающие хорошую точность. В случае нелинейной зависимости J от E вводится дифференциальная удельная электропроводность $\sigma = dJ/ dE$ (для анизотропных сред: $\sigma_i = dJ_i/ dE_i$ ).

Электрическая проводимость G проводника длиной L с площадью поперечного сечения S может быть выражена через удельную проводимость вещества, из которого сделан проводник, следующей формулой:

$G = \sigma\frac<S><L>.» width=»» height=»» /> В системе СИ удельная электропроводность измеряется в сименсах на метр (См/м) или в Ом −1 ·м −1 . В СГСЭ единицей удельной электропроводности является обратная секунда (с −1 ). <h4>Связь с коэффициентом теплопроводности</h4> Закон Видемана — Франца устанавливает однозначную связь удельной электрической проводимости <img decoding=$ с коэффициентом теплопроводности :

$\frac<K> <\sigma>= \frac<\pi^2><3><\left(\frac<k><e>\right)^2>T,» width=»» height=»» /> <h3>Электропроводность металлов</h3> Ещё задолго до открытия электронов было экспериментально показано, что прохождение тока в металлах не связано, в отличие от тока в жидких электролитах, с переносом вещества металла. Опыт состоял в том, что через контакт двух различных металлов, например золота и серебра, в течение времени, исчисляемого многими месяцами, пропускался постоянный электрический ток. После этого исследовался материал вблизи контактов. Было показано, что никакого переноса вещества через границу не наблюдается и вещество по различные стороны границы раздела имеет тот же состав, что и до пропускания тока. Эти опыты показали, что атомы и молекулы металлов не принимают участия в переносе электрического тока, но они не ответили на вопрос о природе носителей заряда в металлах. <h4>Опыты Толмена и Стюарта</h4> Прямым доказательством, что электрический ток в металлах обуславливается движением электронов, были опыты Толмена и Стюарта, проведённые в 1916 г. Идея этих опытов была высказана Мандельштамом и Папалекси в 1913 г. Возьмём катушку, которая может вращаться вокруг своей оси. Концы катушки с помощью скользящих контактов замкнуты на гальванометр. Если находящуюся в быстром вращении катушку резко затормозить, то свободные электроны в проволоке продолжат двигаться по инерции, в результате чего гальванометр должен зарегистрировать импульс тока. При достаточно плотной намотке и тонких проводах можно считать, что линейное ускорение катушки при торможении <img decoding=$ » width=»» height=»» /> направлено вдоль проводов. При торможении катушки к каждому свободному электрону приложена сила инерции — $m_e \mathbf<\dot v>,» width=»» height=»» /> направленная противоположно ускорению (<img decoding=$ — масса электрона). Под её действием электрон ведёт себя в металле так, как если бы на него действовало некоторое эффективное электрическое поле:

$E_<eff>= — \frac<m_e \mathbf<\dot v>><e>.» width=»» height=»» /> Поэтому эффективная электродвижущая сила в катушке, обусловленная инерцией свободных электронов, равна <img decoding=$ = \int\limits_L E_\,dl = — \frac \mathbf <\dot v>L,» width=»» height=»» />

где L — длина провода на катушке. [4]

Введём обозначения: I — сила тока, протекающего по замкнутой цепи, R — сопротивление всей цепи, включая сопротивление проводов катушки и проводов внешней цепи и гальванометра. Запишем закон Ома в виде:

$IR = - \frac<m_e \mathbf<\dot v>L><e>.» width=»» height=»» /> Количество электричества, протекающее через поперечное сечение проводника за время dt при силе тока I , равно <img decoding=$ \frac \mathbf <\dot v>dt = — \frac \frac dv.» width=»» height=»» />

Тогда за время торможения через гальванометр пройдёт заряд

$Q = \int dQ = - \frac<m_e> <e>\frac<L> <R>\int\limits_<v_0>^0 dv = — \frac<m_e> <e>\frac<L> <R>v_0.» width=»» height=»» /> Значение Q находится по показаниям гальванометра, а значения L , R , v0 известны, что позволяет найти значение <img decoding=$ .» width=»» height=»» /> Эксперименты показывают, что $\frac<e><m_e>» width=»» height=»» /> соответствует отношению заряда электрона к его массе. Тем самым доказано, что наблюдаемый с помощью гальванометра ток обусловлен движением электронов. <h3>Удельная проводимость некоторых веществ</h3> Удельная проводимость приведена при температуре 20 °C [5] : <table > <tr> <th>вещество</th> <th>См/м</th> </tr> <tr> <td>серебро</td> <td style=$ 62 500 000 медь 58 100 000 золото 45 500 000 алюминий 37 000 000 магний 22 700 000 иридий 21 100 000 молибден 18 500 000 вольфрам 18 200 000 цинк 16 900 000 никель 11 500 000 железо чистое 10 000 000 платина 9 350 000 олово 8 330 000 сталь литая 7 690 000 свинец 4 810 000 нейзильбер 3 030 000 константан 2 000 000 манганин 2 330 000 ртуть 1 040 000 нихром 893 000 графит 125 000 вода морская 3 земля влажная 10 −2 вода дистилл. 10 −4 мрамор 10 −8 стекло 10 −11 фарфор 10 −14 кварцевое стекло 10 −16 янтарь 10 −18

См. также

Примечания

↑Электропроводность (физич.) — статья из Большой советской энциклопедии
↑ В случае совпадения двух из трех собственных чисел $\sigma_i$ , есть произвол в выборе такой системы координат (собственных осей тензора $\sigma$ ), а именно довольно очевидно, что можно произвольно повернуть ее относительно оси с отличающимся собственным числом, и выражение не изменится. Однако это не слишком меняет картину. В случае же совпадения всех трех собственных чисел мы имеем дело с изотропной проводимостью, и, как легко видеть, умножение на такой тензор сводится к умножению на скаляр.
↑ Для многих сред линейное приближение является достаточно хорошим или даже очень хорошим для достаточно широкого диапазона величин электрического поля, однако существуют среды, для которых это совсем не так уже при весьма малых E .

↑ Все точки провода движутся с одинаковым ускорением, поэтому $\mathbf<\dot v>» width=»» height=»» /> можно выносить за знак интеграла.</li> <li>↑Кухлинг Х. Справочник по физике. Пер. с нем., М.: Мир, 1982, стр. 475 (табл. 39); значения удельной проводимости вычислены из удельного сопротивления и округлены до 3 значащих цифр.</li> </ol> <h2>Электропроводность: объяснение, формулы, единица измерения, таблица</h2> Почему медь проводит электричество лучше, чем вода? Прочитав эту статью, вы больше не будете задавать себе больше этот вопрос. Далее мы обсудим электропроводность и рассмотрим формулы, которые описывают это понятие. Наконец, вы можете проверить свои знания на двух примерах. Простое объяснение. Электропроводность – это физическая величина, которая описывает насколько хорошо определенный материал проводит электричество. <h3>Формулы</h3> Существует три различных формульных обозначения удельной электропроводности σ (греч. сигма), k (каппа) и γ (гамма). В дальнейшем мы будем использовать σ. Формула электропроводности, также называемой удельной электропроводностью, описывается формулой: σ = 1 / ρ . Здесь ρ называется удельным сопротивлением. Вы можете рассчитать электрическое сопротивление R проводника с учетом его параметров следующим образом: R = ( ρ * l ) / S . Таким образом, сопротивление R равно удельному сопротивлению ρ , умноженному на длину проводника l, деленному на площадь поперечного сечения S. Если теперь вы хотите выразить эту формулу через удельную электропроводность σ = 1 / ρ , полезно знать, что электрическая проводимость G проводника выражается следующим образом: G = 1 / R . Если в верхнюю формулу подставить удельную электропроводность σ и электрическую проводимость G, то получится следующее: 1 / G = ( 1 / σ ) * ( l / S ) . Путем дальнейшего преобразования можно получить выражение: G = σ * S / l . С помощью электропроводности можно также описать важную зависимость между плотностью электрического тока и напряженностью электрического поля с помощью выражения: J = σ * E . <h3>Единица измерения</h3> Единицей удельной электропроводности σ в СИ является: [ σ ] = 1 См/м ( Сименс на метр ). Эти единицы определяются по формуле G = σ * S / l . Если решить эту формулу в соответствии с σ, то получим σ = G * l / S . Единица измерения электрической проводимости G задается как: [ G ] = 1 / σ = 1 См ( Сименс, международное обозначение: S ). Если теперь ввести в формулу все единицы измерения, то получится: [ σ ] = 1 См * 1 м / м 2 = 1 См / м . Вы также будете чаще использовать единицы измерения См / см , м / Ом * мм 2 или См * м / мм 2 . Вы можете преобразовать отдельные измеряемые переменные так: См / см = См / 10 -2 м и так: м / Ом * мм 2 = См * м / мм 2 = См * м / 10 -3 м * 10 -3 м = 10 6 См / м . <h3>Электропроводность металлов</h3> В зависимости от количества свободно перемещающихся электронов один материал проводит лучше, чем другой. В принципе, любой материал является проводящим, но в изоляторах, например, протекающий электрический ток ничтожно мал, поэтому здесь мы говорим о непроводниках. В металлических связях валентные электроны, т.е. крайние электроны в атоме, свободно подвижны. Они расположены в так называемой полосе проводимости. Находящиеся там электроны образуют так называемый электронный газ. Соответственно, металлы являются сравнительно хорошими проводниками. Если теперь подать электрическое напряжение на металл, валентные электроны медленно движутся к положительному полюсу, потому что он их притягивает. <img decoding=$

Рис. 1. Движение электронов в металле

На рисунке 1 видно, что некоторые электроны не могут быть притянуты непосредственно к положительному полюсу, потому что на пути стоит, так сказать, твердое атомное ядро. Там они замедляются и в некоторой степени отклоняются. Именно поэтому электроны не могут ускоряться в металле бесконечно, и именно так возникает удельное сопротивление или электропроводность.

Теперь вы также можете измерить удельную электропроводность в металле с помощью следующей формулы: σ = ( n * e 2 * τ ) / m .

В этой формуле n означает число электронов, e – заряд электрона, m – массу электрона, а τ – среднее время полета электрона между двумя столкновениями.

Таблица удельной электропроводности

Для большинства веществ уже известны значения удельной электропроводности. Некоторые из них вы можете найти в следующей таблице ниже. Все значения в этой таблице действительны для комнатной температуры, т.е. 25°C.

Вещество	Удельная электропроводность в См / м
Серебро	62 · 10 6
Медь	58 · 10 6
Золото	45,2 · 10 6
Алюминий	37,7 · 10 6
Вольфрам	19 · 10 6
Латунь	15,5 · 10 6
Железо	9,93 · 10 6
Нержавеющая сталь (WNr. 1,4301)	1,36 · 10 6
Германий (легирование <10 -9 )	2
Кремний (легирование <10 -12 )	0,5 · 10 -3
Морская вода	примерно 5
Водопроводная вода	примерно 0,05
Дистиллированная вода	5 · 10 -6
Изолятор	обычно <10 -8

Таблица удельной электропроводности некоторых веществ при температуре 25 °C

Удельная электропроводность сильно зависит от температуры, поэтому указанные значения применимы только при 25°C. При повышении температуры вибрация решетки в веществе становится выше. Это нарушает поток электронов, и поэтому электропроводность уменьшается с ростом температуры.

Из таблицы видно, что медь имеет вторую по величине электропроводность, поэтому медные кабели очень часто используются в электротехнике. Серебро обладает еще более высокой проводимостью, но стоит намного дороже меди.

Интересно также сравнение между морской и дистиллированной водой. Здесь электропроводность возникает благодаря растворенным в воде ионам. Морская вода имеет очень высокую долю соли, которая растворяется в воде. Эти ионы передают электрический ток. В дистиллированной воде нет растворенных ионов, поэтому в ней практически не может протекать электрический ток. Поэтому электропроводность морской воды намного выше, чем дистиллированной.

Примеры задач

Для более детального рассмотрения приведём два примера расчетов.

В первой задаче представьте, что у вас есть провод длиной 2 м с поперечным сечением 0,5 мм 2 . Электрическое сопротивление провода при комнатной температуре составляет 106 мОм. Из какого материала изготовлен провод?

Решение данной задачи можно найти с помощью формулы: R = ( 1 / σ ) * ( l / S ). Из этой формулы найдём σ = l / ( S * R ) .

Теперь вы можете вставить заданные значения, убедившись, что вы перевели сечение в м 2 .

σ = l / ( S * R ) = 2 м / ( ( 0,5 * 10 -6 м 2 ) * ( 1 / 106 * 10 -3 Ом ) ) = 37, 7 * 10 6 См / м .

Наконец, вы ищите в таблице, какой материал имеет удельную электропроводность σ = 37, 7 * 10 6 См / м и приходите к выводу, что провод сделан из алюминия.

В задаче 2 вам дано только удельное сопротивление образца с 735 * 10 -9 Ом * м. Из какого материла изготовлен образец?

Вы можете использовать формулу σ = 1 / ρ для расчёта удельной электропроводности. После подстановки значений в эту формулу вы получите: σ = 1 / ρ = 1 / 735 * 10 -9 Ом * м = 1,36 * 10 6 См / м .

Если вы снова заглянете в таблицу, то обнаружите, что образец должен быть изготовлен из нержавеющей стали.

Тест по физике Законы электрического тока 8 класс

Тест по физике Законы электрического тока для учащихся 8 класса с ответами. Тест состоит из 4 вариантов в каждом по 20 заданий.

1 вариант

1. В каких единицах измеряют силу тока?

1) В кулонах (Кл)
2) В амперах (А)
3) В омах (Ом)
4) В вольтах (В)

2. Известно, что через поперечное сечение проводника, включенного в цепь на 2 мин, прошел заряд, равный 36 Кл. Какова была сила тока в этом проводнике?

1) 0,3 А
2) 18 А
3) 36 А
4) 72 А

3. По какой формуле определяют электрическое напряжение?

1) v = s/t
2) I = q/t
3) P = A/t
4) U = A/q

4. Нужно измерить напряжение на электролампе. Какой из представленных здесь схем можно воспользоваться для этого?

Тест по физике Законы электрического тока 1 вариант 4 задание

5. Какая физическая величина характеризует электропроводность цепи?

1) Сила тока
2) Работа тока
3) Сопротивление
4) Напряжение

6. На рисунке показаны три графика зависимости силы тока от напряжения. Какой из них построен для цепи, обладающей наименьшим сопротивлением?

Тест по физике Законы электрического тока 1 вариант 6 задание

7. Напряжение на реостате сопротивлением 20 Ом равно 75 В. Какова сила тока в нем?

1) 1,5 А
2) 7,5 А
3) 37,5 А
4) 3,75 А

8. Сила тока в проводнике 0,25 А, напряжение на его концах 150 В. Каким сопротивлением обладает этот проводник?

1) 60 Ом
2) 600 Ом
3) 37,5 Ом
4) 375 Ом

9. Как сопротивление проводника зависит от его длины?

1) Изменение длины проводника не влияет на его сопротивление
2) С увеличением длины проводника его сопротивление увеличивается
3) С увеличением длины проводника сопротивление уменьшается

10. По какой формуле рассчитывают сопротивление проводника, если известны его размеры?

11. Определите сопротивление никелинового провода длиной 20 м и площадью поперечного сечения 0,4 мм 2 .

1) 16 Ом
2) 40 Ом
3) 10 Ом
4) 20 Ом

12. Как надо изменить положение ползунка, чтобы сопротивление реостата уменьшилось?

Тест по физике Законы электрического тока 1 вариант 12 задание

1) Сдвинуть его в право
2) Передвинуть влево
3) Сместить в любую сторону

13. К источнику тока подключены последовательно соединенные лампа, резистор и реостат (см. схему). Под каким номером обозначен реостат? Какова в нем сила тока, если в лампе она равна 0,3 А?

Тест по физике Законы электрического тока 1 вариант 13 задание

1) №3; 0,1 А
2) №2; 0,1 A
3) №3; 0,3 А
4) №2; 0,3 А

14. Две одинаковые параллельно соединенные лампы подключены к источнику тока, напряжение на полюсах которого 12 В. При этом сила тока в лампе №1 равна 1 А. Каковы напряжения на лампе №1 и №2? Какой силы ток течет в общей цепи этих ламп?

Тест по физике Законы электрического тока 1 вариант 14 задание

1) На той и другой лампе 12 В; 2 А
2) На той и другой лампе 12 В; 0,5 А
3) На каждой лампе по 6 В; 2 А
4) На каждой лампе по 6 В; 0,5 А

15. По каким двум формулам рассчитывают работу электрического тока?

1) A = Uq и U = IR
2) q = It и A = Ult
3) A = Uq и A = Ult

16. Какая физическая величина характеризует быстроту выполнения работы электрическим током? В каких единицах ее измеряют?

1) Заряд, прошедший через поперечное сечение проводника; в кулонах
2) Мощность электрического тока; в ваттах
3) Напряжение; в вольтах
4) Выделяемое количество теплоты; в джоулях

17. Сила тока в лампе 0,8 А, напряжение на ней 150 В. Какова мощность электрического тока в лампе? Какую работу он совершит за 2 мин ее горения?

1) 120 Вт; 22,5 кДж
2) 187,5 Вт; 14,4 кДж
3) 1875 Вт; 14,4 кДж
4) 120 Вт; 14,4 кДж

18. От каких величин зависит количество теплоты, выделяемой проводником при прохождении по нему электрического тока?

1) Силы тока и длины проводника
2) Силы тока и площади его поперечного сечения
3) Силы тока, времени и сопротивления проводника
4) Силы тока, напряжения и материала, из которого изготовлен проводник

19. Силу тока в цепи увеличили в 2 раза, а ее сопротивление уменьшили в 2 раза. Изменилось ли в цепи и как выделение теплоты?

1) Увеличилось в 2 раза
2) Не изменилось
3) Уменьшилось в 2 раза
4) Увеличилось в 4 раза

20. Лампа, сопротивление нити накала которой 10 Ом, включена на 10 мин в цепь, где сила тока равна 0,1 А. Сколько энергии в ней выделилось?

1) 1 Дж
2) 6 Дж
3) 60 Дж
4) 600 Дж

2 вариант

1. По какой формуле можно вычислить силу тока в цепи?

1) P = A/t
2) I = q/t
3) m = Q/λ
4) U = A/q

2. К источнику тока подключены последовательно соединенные лампа и реостат. Где следует включить в этой цепи амперметр, чтобы измерить силу тока в реостате?

1) Между лампой и реостатом
2) Между источником тока и реостатом
3) Между реостатом и ключом
4) В любом месте цепи

3. В каких единицах измеряется электрическое напряжение?

1) В джоулях (Дж)
2) В амперах (А)
3) В омах (Ом)
4) В вольтах (В)

4. На каком из участков электрической цепи ток совершит наименьшую работу, если на первом из них напряжение равно 20 В, на втором — 10 В и на третьем — 60 В?

1) На первом
2) На втором
3) На третьем

5. Выясните по приведенным здесь графикам зависимости сил тока в двух цепях, чему равны силы тока в них при напряжении на их концах 30 В.

Тест по физике Законы электрического тока 2 вариант 5 задание

1) №1 — 4 А; №2 — 1 А
2) №1 — 1 А; №2 — 4 А
3) В обеих цепях 4 А
4) В обеих цепях 1 А

6. Как изменится сопротивление проводника, если сила тока в нем возрастет в 2 раза?

1) Увеличится в 4 раза
2) Уменьшится в 2 раза
3) Не изменится
4) Увеличится в 2 раза

7. Какова сила тока в проводнике, сопротивление которого 10 Ом, при напряжении 220 В?

1) 2,2 А
2) 22 А
3) 2,2 кА
4) 22 кА

8. При напряжении 70 В сила тока в проводнике 1,4 А. Определите его сопротивление.

1) 5 Ом
2) 50 Ом
3) 98 Ом
4) 9,8 Ом

9. Как сопротивление проводника зависит от его поперечного сечения?

1) При увеличении сечения сопротивление уменьшается
2) С увеличением его площади сопротивление увеличивается
3) Изменение площади сечения не влияет на сопротивление

10. Серебро имеет малое удельное сопротивление. Оно — хороший или плохой проводник электричества?

1) Ответить нельзя — нет нужных данных
2) Плохой
3) Хороший

11. Спираль изготовлена из нихромового провода длиной 50 м и поперечным сечением 0,2 мм 2 . Каково его сопротивление?

1) 11 Ом
2) 27,5 Ом
3) 110 Ом
4) 275 Ом

12. Куда следует передвинуть ползунок, чтобы сопротивление увеличить?

Тест по физике Законы электрического тока 2 вариант 12 задание

1) Влево
2) Вправо
3) Поставить на середину

13. Цепь, схема которой показана на рисунке, состоит из источника тока, амперметра и двух одинаковых параллельно соединенных электроламп. Амперметр показывает силу тока, равную 0,6 А. Какова сила тока в лампах?

Тест по физике Законы электрического тока 2 вариант 13 задание

1) В обеих лампах 0,6 А
2) В №1 — 0,6 А; №2 — 0,3 А
3) №1 — 0,3 А; №2 — 0,6 А
4) В обеих лампах 0,3 А

14. К источнику тока подключены две одинаковые последовательно соединенные лампы сопротивлением 6 Ом каждая. Сила тока в лампе №1 равна 1,5 А. Определите напряжение на полюсах источника тока и силу тока в соединительных проводах.

Тест по физике Законы электрического тока 2 вариант 14 задание

1) 9 В; 1,5 А
2) 18 В; 1,5 А
3) 18 В; 3 А
4) 9 В; 3 А

15. Какими тремя приборами надо располагать, чтобы измерить величины, необходимые для расчета работы электрического тока?

1) Амперметром, аккумулятором, вольтметром
2) Амперметром, вольтметром, реостатом
3) Амперметром, вольтметром, часами

16. По какой формуле рассчитывают мощность электрического тока?

1) q = It
2) А = Uq
3) Р = UI
4) U = IR

17. Сопротивление участка цепи 75 Ом, напряжение на его концах 150 В. Чему равна мощность электрического тока на этом участке? Какую работу он совершит здесь за 0,5 мин?

1) 300 Вт; 9 кДж
2) 300 Вт; 0,6 кДж
3) 300 Вт; 90 кДж
4) 300 Вт; 900 кДж

8. Как зависит теплота, выделяющаяся в проводнике, от силы тока?

1) Чем больше сила тока, тем больше выделяется теплоты
2) Чем больше сила тока, тем меньше выделяется теплоты
3) Количество теплоты прямо пропорционально силе тока
4) Количество теплоты прямо пропорционально квадрату силы тока

19. Как изменится выделение теплоты в цепи, если силу тока в ней уменьшить в 3 раза, а сопротивление увеличить в 3 раза?

1) Уменьшится в 9 раз
2) Уменьшится в 3 раза
3) Увеличится в 3 раза
4) Не изменится

20. Проводник сопротивлением 250 Ом при силе тока, равной 200 мА, нагревался 3 мин. Сколько энергии электрического тока перешло при этом в его внутреннюю энергию? (Потери энергии не учитывать.)

1) 180 Дж
2) 1800 Дж
3) 18 кДж
4) 30 кДж

3 вариант

1. Выразите в амперах силу тока, равную 4250 мА и 0,8 кА.

1) 42,5 А и 80 А
2) 42,5 А и 800 А
3) 4,25 А и 800 А
4) 4,25 А и 80 А

2. В какой электролампе измеряет силу тока амперметр, включенный так, как показано на схеме?

Тест по физике Законы электрического тока 3 вариант 2 задание

1) №1
2) №2
3) В любой из них

3. Какую работу совершит электрический ток в реостате, напряжение на котором 35 В, если по нему пройдет заряд, равный 10 Кл?

1) 35 Дж
2) 350 Дж
3) 70 Дж
4) 700 Дж

4. Как включается в цепь вольтметр?

1) Параллельно тому участку цепи, на котором должно быть измерено напряжение
2) Последовательно с тем участком цепи, где измеряется напряжение
3) Однозначного ответа нет: в разных цепях по-разному

5. В каких единицах измеряют сопротивление проводников?

1) В вольтах (В)
2) В кулонах (Кл)
3) В омах (Ом)
4) В амперах (А)

6. Какая из приведенных здесь формул выражает закон Ома?

1) U = A/q
2) I = q/t
3) P = A/t
4) I = U/R

7. Сила тока в электролампе 0,44 А, сопротивление ее раскаленной нити 500 Ом. При каком напряжении она горит?

1) 220 В
2) 22 В
3) 8,8 В
4) 88 В

8. Сопротивление проводника 450 Ом, напряжение на его концах 90 В. Найдите силу тока в этом проводнике.

1) 0,5 А
2) 5 А
3) 20 А
4) 0,2 А

9. Какая физическая величина характеризует зависимость сопротивления проводника от вещества, из которого он состоит?

1) Сила тока
2) Напряжение
3) Удельное сопротивление
4) Количество электричества

10. У сплава манганин довольно большое удельное сопротивление, а у серебра малое. Какое из этих веществ лучше проводит электрический ток?

1) Манганин
2) Серебро
3) Сравнения удельных сопротивлений веществ недостаточно для ответа на вопрос

11. Рассчитайте сопротивление реостата, на изготовление которого пошло 100 м константановой проволоки с площадью поперечного сечения 0,5 мм 2 .

1) 10 Ом
2) 25 Ом
3) 100 Ом
4) 250 Ом

12. Как изменится сила тока в цепи, если ползунок включенного в нее реостата сдвинуть вправо?

Тест по физике Законы электрического тока 3 вариант 12 задание

1) Уменьшится
2) Увеличится
3) Не изменится

13. В цепи, схема которой представлена на рисунке, сопротивление лампы 25 Ом, резистора 45 Ом, звонка 10 Ом. Найдите сопротивление этой цепи и силу тока в лампе, если сила тока в резисторе 0,6 А.

Тест по физике Законы электрического тока 3 вариант 13 задание

1) 80 Ом; 0,2 А
2) 55 Ом; 0,6 А
3) 35 Ом; 0,2 А
4) 80 Ом; 0,6 А

14. Лампа и резистор, сопротивления которых одинаковы, включены в цепь согласно показанной схеме. Сила тока в лампе 2 А, напряжение на полюсах источника тока 10 В. Каково сопротивление резистора и сила тока в нем?

Тест по физике Законы электрического тока 3 вариант 14 задание

1) 5 Ом; 2 А
2) 20 Ом; 2 А
3) 20 Ом; 1 А
4) 5 Ом; 1 А

15. В каких единицах измеряют работу электрического тока?

1) В омах (Ом)
2) В амперах (А)
3) В джоулях (Дж)
4) В вольтах (В)

16. Какие нужно иметь приборы, чтобы можно было измерить величины, позволяющие определить мощность электрического тока?

1) Амперметр и реостат
2) Амперметр и вольтметр
3) Вольтметр и часы
4) Вольтметр и реостат

17. В проводнике сопротивлением 15 Ом сила тока равна 0,4 А. Какова мощность электрического тока в нем? Чему равна работа тока в этом проводнике, совершенная за 10 мин?

1) 2,4 Вт; 1,44 кДж
2) 6 Вт; 3,6 кДж
3) 6 Вт; 60 Дж
4) 2,4 Вт; 24 Дж

18. По какой формуле рассчитывают количество теплоты, выделяющейся в проводнике при прохождении по нему электрического тока?

19. Во сколько раз надо увеличить сопротивление цепи, чтобы при уменьшении силы тока в 4 раза выделяющееся в ней количество теплоты осталось неизменным?

1) В 4 раза
2) В 8 раз
3) В 16 раз

20. Сила тока в проводнике сопротивлением 125 Ом равна 0,1 А. Какое количество теплоты выделяется в нем за 1 мин?

1) 750 Дж
2) 75 Дж
3) 1,25 Дж
4) 12,5 Дж

4 вариант

1. Переведите в амперы силу тока, равную 700 мА и 0,25 кА.

1) 7 А и 250 А
2) 0,7 А и 25 А
3) 7 А и 25 А
4) 0,7 А и 250 А

2. Какой амперметр измерит силу тока в верхней (на схеме) лампе?

Тест по физике Законы электрического тока 4 вариант 2 задание

1) №1
2) №2
3) Любой из них
4) Ни один из этих приборов

3. При прохождении по участку цепи заряда 100 Кл электрический ток произвел работу, равную 12 кДж. Каково напряжение на этом участке цепи?

1) 120 В
2) 12 В
3) 1,2 В
4) 0,12 В

4. На каком приборе измеряет напряжение вольтметр, включенный так, как показано на схеме?

Тест по физике Законы электрического тока 4 вариант 4 задание

1) На звонке
2) На лампе
3) На реостате

5. В чем главная причина того, что проводники оказывают сопротивление электрическому току?

1) Постоянное хаотическое движение электронов
2) Столкновение упорядоченно движущихся электронов с ионами кристаллической решетки
3) Взаимодействие электронов с ионами решетки

6. Пользуясь законом Ома, получите формулу для расчета сопротивления проводника.

1) R = U/I
2) I = q/t
3) P = A/t

7. При какой силе тока напряжение на концах проводника сопротивлением 125 Ом будет равно 1,5 кВ?

1) 1,2 А
2) 12 А
3) ≈ 83 А
4) ≈ 8,3 А

8. Сила тока в реостате 0,8 А, его сопротивление 100 Ом. Определите напряжение на его клеммах.

1) 125 В
2) 12,5 В
3) 80 В
4) 800 В

9. От каких физических величин зависит сопротивление проводника?

1) От его длины (l)
2) От площади его поперечного сечения (S)
3) От удельного сопротивления (ρ)
4) От всех этих трех величин

10. Какое вещество — с малым или большим удельным сопротивлением — может служить хорошим проводником электричества?

1) С малым
2) С большим
3) Однозначного ответа нет

11. Железный провод длиной 6 м и площадью поперечного сечения 0,3 мм 2 включен в цепь. Какое сопротивление он оказывает электрическому току?

1) 36 Ом
2) 18 Ом
3) 2 Ом
4) 20 Ом

12. У реостата, показанного на рисунке, когда он был включен в цепь, передвинули ползунок вправо. Как изменилась при этом сила тока?

Тест по физике Законы электрического тока 4 вариант 12 задание

1) Уменьшилась
2) Увеличилась
3) Не изменилась

13. Сила тока в лампе №1 равна 5 А. Какова сила тока в такой же лампе №2 и какую силу тока покажет амперметр?

Тест по физике Законы электрического тока 4 вариант 13 задание

1) 2,5 А; 5 А
2) 5 А ; 10 A
3) 2,5 А; 7,5 А
4) 5 А; 7,5 А

14. В цепи с последовательным соединением потребителей тока (двух ламп и резистора, обладающих одинаковыми сопротивлениями) сила тока равна 0,4 А, напряжение на резисторе 20 В. Определите общее сопротивление цепи и напряжение на полюсах источника тока.

1) 150 Ом; 40 В
2) 50 Ом; 60 В
3) 150 Ом; 20 В
4) 150 Ом; 60 В

15. В каких единицах должны быть выражены величины при расчете работы электрического тока по формуле А = IUt?

1) В амперах, вольтах и секундах
2) В амперах, вольтах, минутах
3) В вольтах, омах, часах
4) В кулонах, вольтах, секундах

16. Если известна мощность электрического тока, то как найти силу тока в цепи?

1) I = U/R
2) I = P/U
3) I = q/t
4) I = A/(Ut)

17. Электролампа, сопротивление нити накала которой 20 Ом, включена в сеть с напряжением 220 В. Какова мощность тока? Какую работу он произведет за 5 мин свечения лампы?

1) 4,4 кВт; 1320 кДж
2) 4,4 кВт; 22 кДж
3) 2,42 кВт; 22 кДж
4) 2,42 кВт; 726 кДж

18. Какая из формул выражает закон Джоуля — Ленца?

19. Как и во сколько раз надо изменить силу тока в цепи, чтобы при уменьшении ее сопротивления в 4 раза выделение теплоты в ней осталось прежним?

1) Уменьшить в 2 раза
2) Увеличить в 4 раза
3) Уменьшить в 4 раза
4) Увеличить в 2 раза

20. Проводник обладает сопротивлением 80 Ом. Какое количество теплоты выделится в нем за 10 с при силе тока 0,3 А?

1) 7,2 Дж
2) 72 Дж
3) 720 Дж

Ответы на тест по физике Законы электрического тока
1 вариант
1-2
2-1
3-4
4-2
5-3
6-1
7-4
8-2
9-2
10-3
11-4
12-2
13-3
14-1
15-3
16-2
17-4
18-3
19-1
20-3
2 вариант
1-2
2-4
3-4
4-2
5-1
6-3
7-2
8-2
9-1
10-3
11-4
12-1
13-4
14-2
15-3
16-3
17-1
18-4
19-2
20-2
3 вариант
1-3
2-3
3-2
4-1
5-3
6-4
7-1
8-4
9-3
10-2
11-3
12-1
13-4
14-1
15-3
16-2
17-1
18-2
19-3
20-2
4 вариант
1-4
2-4
3-1
4-2
5-3
6-1
7-2
8-3
9-4
10-1
11-3
12-2
13-2
14-4
15-1
16-2
17-4
18-3
19-4
20-2