Задачі з теми "Електричні явища. Електричний струм" які можна використовувати при проведенні уроків що розвивають у учнів взаємозв'язок з життям.

Електричні явища. Електричний струм Приклади розв’язування задач Використовуючи завдання даного типу при проведенні уроків учитель розвиває в учнів набір компетентностей, які є найважливішими, інтегрованими, ключовими. 1. Олексій та Назар надували повітряні кульки для святкування дня народження у мами. Біля них грався котик Мурчик, але він іноді так зачіпав лапкою кульки, що ті лопались. Тоді хлопчики взяли кульку, потерли її об хутро котика – кулька залишилася на Мурчику. Як котик не намагався від неї втекти, нічого не виходило. 1.1(С) Чому Мурчику не вдалося від’єднатися від кульки-причепи? Як називається спосіб електризації кота і кульки? Відповідь: через електризацію, яка відбулася внаслідок тертя кульки об шерсть кота. 1.2(Д) На скільки збільшиться маса ебонітової палички, якій надали заряду -10,8 10 -9 Кл. Заряд електрона дорівнює -1,6 10 -19 Кл, маса електрона 9,1 10 -31 Кг. 1.3 (В) Маленькій кульці, маса якої 0,9 г, підвішеній на шовковій нитці, надали заряду 30нКл. Визначити величину точкового заряду, який слід помістити на відстані 30 см під кулькою, щоб сила натягу стала меншою удвічі. 2. Припускають, що гальванічному елементу більше 2 000 тисяч років. У 1936 році австрійський археолог В. Кеніг, проводячи розкопки в Іраку, знайшов дивний предмет – глиняну посудину завдовжки 28 см, всередині якої був мідний циліндр, що, у свою чергу, за асфальтовою прокладкою приховував окислений залізний брусок. Вчені довго ламали голову над призначенням цієї посудини, поки у когось не майнула думка, що це гальванічний елемент. Незабаром знайшли ще кілька посудин, з’єднаних залізними і мідним стержнями. Це вже була справжня гальванічна батарея! Вчені реконструювали один з знайдених пристроїв, заповнили його найдоступнішими для жителів Дворіччя рідинами – оцтом, морською водою і – ото дива! – дістали електричний струм силою до 0,5 А і напругою 0,5 В, який проіснував 18 днів! 2.1(С) Які дії струму можуть проявлятися під час протікання електричного струму в металевому провіднику? 90 Відповідь: під час протікання струму через провідник, він нагрівається (теплова дія); стрілка компаса. Розміщення біля провідника зі струмом, відхиляється від напрямку «північ-південь» 2. 2(Д) Яку дію струму покладено в роботу електричного двигуна? Відповідь: магнітну дія струму. 2.3(В) Швидкість напрямленого руху електронів у металевому провіднику наближено дорівнює 0,1 мм/с. Чому під час вмикання вуличного освітлення лампи водночас спалахують по всій довжині вулиці? Відповідь: швидкість поширення електричного поля в електричному колі є досить великою ( 300 000 м/с), тому вільні електрони миттєво починають рухатися в усіх ділянках кола. 3. Мама з Андрієм поспішали додому, оскільки почав накрапати дощ і було чути розкати грому. - Андрій, не барись! – сказала мама. - Добре, але подивись які спалахи видно вдалині. - Це не просто спалахи, а грозові розряди, блискавки. Коли блискавка вдаряє в землю, вона шукає найкоротший шлях до позитивно заряджених тіл: це може бути дерево, висотна будівля або людина. Але небезпеку для нас можуть принести і мобільні телефони – вона для блискавки ніби «маяки», куди потрібно влучати. 3.1(С) Носієм якого заряду є блискавка? Відповідь: негативного. 4. Для використання електричної енергії часто необхідно змінювати силу струму в колі. Наприклад, для збільшення швидкості руху електропоїзда, тролейбуса, трамвая потрібно збільшити силу струму в електродвигунах; для зміни гучності в радіоприймачах; для регулювання швидкості обертання електродвигуна у швейних машинах, пральних машинах тощо. Зміна електричного опору провідника веде до зміни сили струму. Для регулювання електричного опору, тобто для його збільшення або зменшення, використовують прилади, які називають реостатами. 4.1(С) На реостаті написано «8 Ом. 2А». Чи можна на затискачі реостата подати напругу 20 В? Відповідь: ні, реостат розрахований на напругу 16 В. 4.2(Д) Напругу на затискачах реостата збільшили в 1,5 рази, а опір реостата зменшили в 5 разів. У скільки разів збільшилася сила струму через реостат? 4.3(В) Дефібрилятор – медичний прилад, який застосовують у разі зупинки серця. Під час розряду, що триває 0,01 с, по тілу людини проходить заряд 0,1мКл. Опір сухої шкіри людини становить 400 кОм. Визначити напругу між електродами приладу. 5. Максим з татком, який працює електриком, на вихідних вирішити поїхати на дачу. Але вони так поспішали, що взявши із собою достатню кількість продуктів, зовсім забули по електроплитку. Коли вони приїхали, то згадали про це. - Що будемо робити? – запитав Максим. - Не переживай, голодні не будемо. – казав татко. - Десь на горищі є стара електроплитка, але в ній потрібно замінити спіраль нагрівання.Для того, щоб запрацювала електроплитка татко взяв ніхромовий провід, виміряв його довжину, потім за зразком старої спіралі, виготовив нову. Потім все поз’єднував і вони з Максимом приготували смачний плов. - Тату, а я знаю, як ти впорався з нашою проблемою. - Ось як. Як? - Просто ти знав, який провід треба брати, якої довжини та якого діаметра. Адже від цих даних буде залежати, наскільки якісно працюватиме плитка. 5.1(С) Чому для виготовлення спіралі електричної плитки тато взяв ніхромовий дріт? Відповідь: ніхром має великий питомий опір, а це значить, що він має великий опір. 5.2(Д) Електропроводка виготовлена з мідного проводу довжиною 200 м, що має переріз 0,5 мм 2 . Який струм протікає по колу, якщо прикласти напругу 6,8 В? 5.3 (В) Напруга на кінцях ніхромового провідника масою 85 г і довжиною 20 м становить 3,5 В. Струм якої сили протікає через провідник? Завдання для самостійного розв’язання 6. Біля будинку, де живе восьмикласниця Марічка, є дитячий майданчик, на якому вона часто гуляє з молодшим братиком Мишком. Хлопчик дуже полюбляє з’їжджати з пластикової гірки. Кожного разу, коли він це робить його волосся на голові стає дибки. «Мишко, ти схожий на кульбабку», - посміхаючись говорила Марічка. Одного разу бабуся, що сиділа неподалік на лавочці побачила Мишка- кульбабку і стурбовано промовила: «Злякалося дитятко!» 6.1(С) Як пояснила Марічка це явище бабусі? 6.2(Д) Кулька, що мала заряд -6,4 нКл, втратила 10000000000 електронів. Визначити кінцевий заряд кульки. 6.3(Д) Маленька кулька, що висить на шовковій нитці має заряд -300 нКл. Після того як до кульки знизу піднесли на відстані 0,3 м точковий заряд +400 нКл, сила натягу нитки збільшилася втричі. Визначити масу кульки. 7 Електрика набула масового поширення близько сотні років тому. І це стало справжнім проривом для всього людства. Завдяки електриці механізовано і автоматизовано технологічні процеси в промисловості, на транспорті, в сільському господарстві і побуті. У кожній квартирі або житловому будинку функціонує величезна кількість освітлювальних приладів, побутової техніки. Щоб електричний струм потрапив до споживачів використовують різного типу дроти і кабелі. Система проводів, електричних з’єднань буквально пронизує все на поверхні землі і в наших будинках. Якщо уявити всю цю мережу нескінченних проводів, то вона буде подібна до нервової або кровоносної системи в нашому організмі. Основна частина будь-якого кабельного виробу – металевий провід, а для захисту провідника використовують різноманітні діелектричні матеріали. 7.1 (С) Чому метали є добрими провідниками електричного струму? 7.2 (Д) Чому нижній кінець блискавковідводу закопують глибоко в землю, де ґрунт вологий? 7.3(Д) Чому дроти електричної мережі прикріплюють до стовпів за допомогою фарфорових або скляних тарілок-ізоляторів, а не прямо до металевих гаків? 7.4 (В) Що спільного мають і чим відрізняються гальванічний елемент і акумулятор? 8. Блискавки – не тільки чудові і захоплюючі явища природи, а й один з найбільш небезпечних і непередбачуваних природних феноменів. По всьому світу вчені збирають факти про блискавки, намагаються відтворити їх у своїх лабораторіях, вимірюють їх потужність і температуру, але все ж не здатні визначити природу блискавки і передбачити її поведінку. Кожен рік, Земля відчуває в середньому 25 мільйонів ударів блискавок або більше сотні тисяч гроз. Це більше, ніж 100 ударів блискавок в секунду. Напруга блискавки може сягати від 100 млн. до мільярда вольт, тоді як сила струму в розряді блискавки досягає 10-300 тис. Ампер. 8.1(С) Чому блискавка є небезпечною для людини? 8.2(Д) Під час блискавки напруга між хмарою і поверхнею Землі дорівнює 10 9 В, сила струму в каналі блискавки дорівнює 100кА. Яку роботу виконує електричне поле під час переміщення заряду з хмари на Землю, якщо розряд триває 0,4 с ? 8.3(В) Визначити силу струму в металевому провіднику, площа поперечного перерізу якого 1 мм 2 , якщо середня швидкість упорядкованого руху електронів у ньому становить 0,1 мм/с. В 1 см 3 провідника міститься 2 10 22 вільних електронів. 9. Творець найпопулярнішого у світі освітлювального пристрою, лампи, російський інженер, винахідник Олександр Лодигін. Свій винахід він запатентував рівно 143 роки тому. День народження лампи накалювання доводиться на 24 липня 1874 року. Прилад швидко скорив увесь світ, і сьогоднішнє життя неможливо уявити без звичайної лампочки. Лодигін в якості волосків розжарення використовував вольфрамові нитки, хоча починав з дослідів з вугільним стрижнем. Вольфрамова нитка за відсутності повітря різко збільшила термін служби лампочок. А незабаром винахідник запропонував заповнювати балон інертним газом - це ще більше продовжило лампам життя. 9.1(С) Чому електричну лампочку, розраховану на напругу 127 В не можна вмикати в коло з напругою 220 В ? 9.2(Д) За напруги на кінцях провідника 3,6 В сила струму в ньому дорівнює 0,9А. Якою стане сила струму, якщо напругу зменшити до 2 В? 9.3(В) Під час проходження через поперечний переріз провідника заряду 30 Кл за 1 хв електричне поле виконало роботу 120 Дж. Визначити опір провідника. 10. Олег та Євген відвідують фізичний гурток у школі. Часто на заняттях вони виготовляють різні фізичні прилади своїми руками. Так, прийшовши, на чергове заняття вони отримали завдання: виготовити реостат з великим опором. Олег для виготовлення реостату обрав мідний дріт, а Євген – ніхромовий. 10.1(С) Хто з хлопців зробив правильний вибір? Чому? 10.2(Д) Реостат, виготовлений з нікелінового дроту довжиною 5 м, що має площу поперечного перерізу 1 мм 2 . Визначити напругу на реостаті за сили струму в 1,2 А? 10.3(В) Під час лабораторної роботи учні намагалися визначити опір алюмінієвого дроту, знаючи лише його масу, яка становила 0,5 кг та площу поперечного перерізу – 0,1