Тест по физике 10 класс: электрический ток в металлах

Что нужно знать

Электрический ток в металлах представляет собой упорядоченное движение свободных электронов под действием электрического поля. Свободные электроны движутся между ионами кристаллической решётки металла, при этом сами ионы остаются около своих положений равновесия. Направление электрического тока принято считать противоположным направлению движения электронов. Сила тока показывает, какой электрический заряд проходит через поперечное сечение проводника за единицу времени, и определяется формулой I = q / t, где I — сила тока (ампер, А), q — электрический заряд (кулон, Кл), t — время (секунда, с). Для металлического проводника при постоянной температуре выполняется закон Ома: I = U / R, где U — напряжение (вольт, В), R — сопротивление (ом, Ом). Сопротивление проводника зависит от его длины, площади поперечного сечения и материала: R = ρl / S, где ρ — удельное сопротивление (Ом·м), l — длина (м), S — площадь поперечного сечения (м²). При нагревании металлического проводника его сопротивление обычно увеличивается, поскольку усиливаются колебания ионов кристаллической решётки, мешающие движению электронов. Например, электрический ток в металлических проводах питает лампы, компьютеры и бытовые приборы. Типичная ошибка учеников — считать, что электрический ток в металлах создаётся движением положительных ионов, хотя его носителями являются свободные электроны.

Тест: 12 вопросов

Выберите ответ в каждом вопросе и нажмите «Проверить ответы» — появятся правильные ответы и пояснения.

  1. 1. Что представляет собой электрический ток в металлах?

    • Хаотическое движение атомов металла
    • Упорядоченное движение положительных ионов
    • Перемещение протонов между атомами
    • Упорядоченное движение свободных электронов
    В металлах имеются свободные электроны, которые под действием электрического поля начинают двигаться упорядоченно. Именно они являются носителями электрического тока.

  2. 2. Какова природа носителей электрического заряда в металлических проводниках?

    • Свободные электроны
    • Отрицательные ионы
    • Положительные ионы
    • Протоны
    В металлических проводниках электрический заряд переносится свободными электронами, которые могут перемещаться по всему объёму металла.

  3. 3. В каком направлении принято считать направление электрического тока в металлическом проводнике?

    • Перпендикулярным направлению движения электронов
    • Противоположным направлению движения электронов
    • Совпадающим с направлением движения электронов
    • Не имеющим определённого направления
    За направление электрического тока условно принято направление движения положительных зарядов. Поэтому в металлах оно противоположно направлению движения электронов.

  4. 4. В каких единицах СИ измеряется сила электрического тока?

    • В кулонах
    • В вольтах
    • В амперах
    • В омах
    Единицей измерения силы электрического тока в СИ является ампер (А). Кулон является единицей электрического заряда, вольт — напряжения, ом — сопротивления.

  5. 5. Как изменяется сопротивление металлического проводника при повышении его температуры?

    • Становится равным нулю
    • Не изменяется
    • Уменьшается
    • Увеличивается
    При нагревании усиливаются колебания ионов кристаллической решётки, что затрудняет движение свободных электронов и приводит к увеличению сопротивления металла.

  6. 6. Почему металлические провода используют для передачи электрического тока в бытовых приборах?

    • Металлы обладают сравнительно малым электрическим сопротивлением
    • Металлы полностью препятствуют движению электрических зарядов
    • Металлы не содержат свободных электронов
    • Металлы не нагреваются при прохождении тока
    Многие металлы хорошо проводят электрический ток благодаря наличию свободных электронов и сравнительно малому удельному сопротивлению. Поэтому их используют для изготовления электрических проводов.

  7. 7. Какой электрический заряд проходит через поперечное сечение проводника за 5 секунд, если сила тока равна 2 А?

    • 2 Кл
    • 10 Кл
    • 5 Кл
    • 20 Кл
    Используем формулу I = q / t, откуда q = It. Подставляем значения: q = 2 А · 5 с = 10 Кл.

  8. 8. Сила тока в металлическом проводнике равна 3 А. Какой заряд пройдёт через его поперечное сечение за 4 секунды?

    • 7 Кл
    • 0,75 Кл
    • 12 Кл
    • 24 Кл
    По формуле q = It находим заряд: q = 3 А · 4 с = 12 Кл.

  9. 9. Напряжение на концах металлического проводника составляет 12 В, а его сопротивление равно 4 Ом. Чему равна сила тока?

    • 2 А
    • 48 А
    • 8 А
    • 3 А
    По закону Ома I = U / R. Подставляем значения: I = 12 В / 4 Ом = 3 А.

  10. 10. Сопротивление металлического проводника равно 6 Ом, а сила тока в нём составляет 2 А. Какое напряжение приложено к проводнику?

    • 12 В
    • 8 В
    • 3 В
    • 24 В
    По закону Ома U = IR. Подставляем значения: U = 2 А · 6 Ом = 12 В.

  11. 11. Как изменится сила тока в металлическом проводнике, если при постоянном сопротивлении напряжение увеличить в 2 раза?

    • Увеличится в 4 раза
    • Увеличится в 2 раза
    • Уменьшится в 2 раза
    • Не изменится
    Согласно закону Ома I = U / R. При неизменном сопротивлении сила тока прямо пропорциональна напряжению, поэтому при его увеличении в 2 раза ток также увеличится в 2 раза.

  12. 12. Как изменится сопротивление металлического провода из того же материала, если его длину увеличить в 2 раза, а площадь поперечного сечения оставить прежней?

    • Не изменится
    • Уменьшится в 2 раза
    • Увеличится в 2 раза
    • Увеличится в 4 раза
    Сопротивление определяется формулой R = ρl / S. При неизменных удельном сопротивлении и площади сечения сопротивление прямо пропорционально длине провода, поэтому оно увеличится в 2 раза.
Тесты по физике 10 класс