Что нужно знать
Сила тока — физическая величина, характеризующая упорядоченное движение электрических зарядов через поперечное сечение проводника за единицу времени. Она определяется формулой I = q / t, где I — сила тока (ампер, А), q — электрический заряд (кулон, Кл), t — время (секунда, с). Напряжение — физическая величина, показывающая, какую работу совершает электрическое поле при перемещении единичного заряда между двумя точками цепи. Напряжение рассчитывается по формуле U = A / q, где U — напряжение (вольт, В), A — работа электрического поля (джоуль, Дж), q — электрический заряд (кулон, Кл). Сила тока измеряется амперметром, который подключают последовательно с участком цепи, а напряжение измеряется вольтметром, который подключают параллельно этому участку. При неизменном сопротивлении проводника увеличение напряжения приводит к увеличению силы тока. Например, зарядка телефона работает благодаря электрическому току, а напряжение зарядного устройства определяет условия передачи электрической энергии. Типичная ошибка учеников — путать силу тока и напряжение, а также подключать амперметр параллельно, а вольтметр последовательно.
Тест: 12 вопросов
Выберите ответ в каждом вопросе и нажмите «Проверить ответы» — появятся правильные ответы и пояснения.
1. Что характеризует сила электрического тока?
- Сопротивление проводника прохождению электрического тока
- Работу электрического поля по перемещению единичного заряда
- Количество энергии, запасённой в проводнике
- Количество электрического заряда, проходящего через поперечное сечение проводника за единицу времени
Сила тока показывает, какой электрический заряд проходит через поперечное сечение проводника за единицу времени. Она определяется формулой I = q / t.
2. В каких единицах измеряется сила электрического тока в СИ?
- В амперах
- В вольтах
- В кулонах
- В омах
Единица измерения силы тока в Международной системе единиц — ампер (А).
3. Что характеризует электрическое напряжение?
- Скорость направленного движения электронов
- Работу электрического поля по перемещению единичного заряда
- Количество заряда, проходящего через проводник за секунду
- Количество электронов в проводнике
Напряжение равно отношению работы электрического поля к величине перемещённого заряда: U = A / q.
4. Какой прибор используют для измерения силы электрического тока?
- Динамометр
- Омметр
- Амперметр
- Вольтметр
Силу электрического тока измеряют амперметром. Его включают в электрическую цепь последовательно.
5. Как правильно подключить вольтметр для измерения напряжения на лампе?
- Последовательно с амперметром вне цепи
- Вместо источника тока
- Последовательно с лампой
- Параллельно лампе
Вольтметр подключают параллельно участку цепи, на котором измеряют напряжение, чтобы определить разность потенциалов между его концами.
6. Через поперечное сечение проводника за 5 секунд проходит заряд 20 Кл. Чему равна сила тока?
Используем формулу I = q / t. I = 20 Кл / 5 с = 4 А.
7. Электрическое поле совершило работу 60 Дж при перемещении заряда 10 Кл. Каково напряжение на этом участке?
Используем формулу U = A / q. U = 60 Дж / 10 Кл = 6 В.
8. Как изменится сила тока в проводнике, если напряжение увеличить в 2 раза, а сопротивление оставить неизменным?
- Не изменится
- Увеличится в 4 раза
- Увеличится в 2 раза
- Уменьшится в 2 раза
По закону Ома для участка цепи I = U / R. При неизменном сопротивлении увеличение напряжения в 2 раза приводит к такому же увеличению силы тока.
9. Какое значение напряжения соответствует 1 вольту?
- 1 Кл на 1 секунду
- 1 Ом на 1 ампер
- 1 Дж на 1 секунду
- 1 Дж на 1 Кл заряда
По определению U = A / q, поэтому 1 В = 1 Дж / 1 Кл.
10. Сила тока в электрической цепи равна 0,5 А. Какой заряд пройдёт через поперечное сечение проводника за 10 секунд?
Из формулы I = q / t получаем q = I × t. q = 0,5 А × 10 с = 5 Кл.
11. Почему при включении электрического чайника через его нагревательный элемент проходит электрический ток?
- Потому что сопротивление нагревательного элемента полностью исчезает
- Потому что в цепи создаётся электрическое поле, вызывающее направленное движение заряженных частиц
- Потому что температура воды заставляет электроны двигаться только в одну сторону
- Потому что напряжение превращается в электрический заряд
При подключении чайника к источнику напряжения в цепи возникает электрическое поле. Под его действием свободные электроны в металлическом нагревательном элементе начинают двигаться упорядоченно.
12. На участке цепи напряжение равно 12 В, а сила тока составляет 3 А. Чему равно сопротивление этого участка?
По закону Ома R = U / I. R = 12 В / 3 А = 4 Ом.