А. электрические заряды могут стекать с острия молниеотвода.
Б. при попадании молнии в молниеотвод электрические заряды уходят по нему в землю.
Правильный ответ
1) только А 2) только Б 3) ни А. ни Б 4) и А, и Б
Конец формы
Начало формы
Отрицательно заряженной палочкой коснулись полого металлического шара. Будет ли существовать электрический заряд на внутренней поверхности шара? Ответ поясните.
Конец формы
Начало формы
Защитой постройки от молнии может служить
А. расположенный выше постройки металлический стержень с заостренным концом
Б. металлическая клеть, в которую заключена постройка
Правильный ответ
1) только А 2) только Б 3) и А, и Б 4) ни А, ни Б
Молния и гром
Атмосферное электричество образуется и концентрируется в облаках – образованиях из мелких частиц воды, находящейся в жидком или твёрдом состоянии. При дроблении водяных капель и кристаллов льда, при столкновениях их с ионами атмосферного воздуха крупные капли и кристаллы приобретают избыточный отрицательный заряд, а мелкие –положительный. Восходящие потоки воздуха в грозовом облаке поднимают мелкие капли и кристаллы к вершине облака, крупные капли и кристаллы опускаются к его основанию.
Заряженные облака наводят на земной поверхности под собой противоположный по знаку заряд. Внутри облака и между облаком и Землёй создаётся сильное электрическое поле, которое способствует ионизации воздуха и возникновению искровых разрядов (молний) как внутри облака, так и между облаком и поверхностью Земли.
Гром возникает вследствие резкого расширения воздуха при быстром повышении температуры в канале разряда молнии.
Вспышку молнии мы видим практически одновременно с разрядом, так как скорость распространения света очень велика (3·108 м/с). Разряд молнии длится всего 0,1–0,2 с.
Звук распространяется значительно медленнее. В воздухе его скорость равна примерно 330 м/с. Чем дальше от нас произошёл разряд молнии, тем длиннее пауза между вспышкой света и громом. Гром от очень далёких молний вообще не доходит: звуковая энергия рассеивается и поглощается по пути. Такие молнии называют зарницами. Как правило, гром слышен на расстоянии до 15–20 километров; таким образом, если наблюдатель видит молнию, но не слышит грома, то гроза находится на расстоянии более 20 километров.
Гром, сопровождающий молнию, может длиться в течение нескольких секунд. Существует две причины, объясняющие, почему вслед за короткой молнией слышатся более или менее долгие раскаты грома. Во-первых, молния имеет очень большую длину (она измеряется километрами), поэтому звук от разных её участков доходит до наблюдателя в разные моменты времени. Во-вторых, происходит отражение звука от облаков и туч – возникает эхо. Отражением звука от облаков объясняется происходящее иногда усиление громкости звука в конце громовых раскатов.
Как направлен (сверху вниз или снизу вверх) электрический ток разряда внутриоблачной молнии при механизме электризации, описанном в тексте? Ответ поясните.
Конец формы
Начало формы
Какое(-ие) утверждение(-я) справедливо(-ы)?
А. Громкость звука всегда ослабевает в конце громовых раскатов.
Б. Измеряемый интервал времени между молнией и сопровождающим её громовым раскатом никогда не бывает более 1 мин.
1) только А
2) только Б
3) и А, и Б
4) ни А, ни Б
Конец формы
Начало формы
Для того чтобы оценить, приближается к нам гроза или нет, необходимо измерить
1) время, соответствующее паузе между вспышкой молнии и сопровождающими её раскатами грома
2) время между двумя вспышками молнии
3) время двух последовательных пауз между вспышками молнии и сопровождающими их раскатами грома
4) время, соответствующее длительности раската грома
Конец формы
Электрическая дуга1
Электрическая дуга – это один из видов газового разряда. Получить её можно следующим образом. В штативе закрепляют два угольных стержня заострёнными концами друг к другу и присоединяют к источнику тока. Когда угли приводят в соприкосновение, а затем слегка раздвигают, между концами углей образуется яркое пламя, а сами угли раскаляются добела. Дуга горит устойчиво, если через неё проходит постоянный электрический ток. В этом случае один электрод является всё время положительным (анод), а другой – отрицательным (катод). Между электродами находится столб раскалённого газа, хорошо проводящего электричество. Положительный уголь, имея более высокую температуру, сгорает быстрее, и в нём образуется углубление – положительный кратер. Температура кратера в воздухе при атмосферном давлении доходит до 4000 °С.
Дуга может гореть и между металлическими электродами. При этом электроды плавятся и быстро испаряются, на что расходуется большая энергия. Поэтому температура кратера металлического электрода обычно ниже, чем угольного (2000–2500 °С). При горении дуги в газе при высоком давлении (около 2·106 Па) температуру кратера удалось довести до 5900 °С, т.е. до температуры поверхности Солнца. Столб газов или паров, через которые идёт разряд, имеет ещё более высокую температуру –
до 6000–7000 °С. Поэтому в столбе дуги плавятся и обращаются в пар почти все известные вещества.
Для поддержания дугового разряда нужно небольшое напряжение, дуга горит при напряжении на её электродах 40 В. Сила тока в дуге довольно значительна, а сопротивление невелико; следовательно, светящийся газовый столб хорошо проводит электрический ток. Ионизацию молекул газа в пространстве между электродами вызывают своими ударами электроны, испускаемые катодом дуги. Большое количество испускаемых электронов обеспечивается тем, что катод нагрет до очень высокой температуры. Когда для зажигания дуги вначале угли приводят в соприкосновение, то в месте контакта, обладающем очень большим сопротивлением, выделяется огромное количество теплоты. Поэтому концы углей сильно разогреваются, и этого достаточно для того, чтобы при их раздвижении между ними вспыхнула дуга. В дальнейшем катод дуги поддерживается в накалённом состоянии самим током, проходящим через дугу.
Ионизацию молекул газа в пространстве между электродами вызывает
1) электрическое напряжение между электродами
2) тепловое свечение анода
3) удары молекул газа электронами, испускаемыми катодом
4) электрический ток, проходящий через электроды при их соединении
Конец формы
Начало формы
Может ли расплавиться кусок олова в столбе дугового разряда? Ответ поясните.
Конец формы
Начало формы
Электрическая дуга – это
А. излучение света электродами, присоединёнными к источнику тока.
Б. электрический разряд в газе.
Правильный ответ
1) только А
2) только Б
3) и А, и Б
4) ни А, ни Б
Электрическая дуга2
Электрическая дуга — это один из видов газового разряда. Получить ее можно следующим образом. В штативе закрепляют два угольных стержня заостренными концами друг к другу и присоединяют к источнику тока. Когда угли приводят в соприкосновение, а затем слегка раздвигают, между концами углей образуется яркое пламя, а сами угли раскаляются добела. Дуга горит устойчиво, если через нее проходит постоянный электрический ток. В этом случае один электрод является всё время положительным (анод), а другой — отрицательным (катод). Между электродами находится столб раскаленного газа, хорошо проводящего электричество. Положительный уголь, имея более высокую температуру, сгорает быстрее, и в нём образуется углубление — положительный кратер. Температура кратера в воздухе при атмосферном давлении доходит до 4000°С.
Дуга может гореть и между металлическими электродами. При этом электроды плавятся и быстро испаряются, на что расходуется большая энергия. Поэтому температура кратера металлического электрода обычно ниже, чем угольного (2000–2500°С). При горении дуги в газе при высоком давлении (около 2·106 Па) температуру кратера удалось довести до 5900°С, т.е. до температуры поверхности Солнца. Столб газов или паров, через которые идет разряд, имеет еще более высокую температуру: до
6000–7000°С. Поэтому в столбе дуги плавятся и обращаются в пар почти все известные вещества.
Для поддержания дугового разряда нужно небольшое напряжение; дуга горит при напряжении на ее электродах примерно 40 В. Сила тока в дуге довольно значительна, а сопротивление невелико, следовательно, светящийся газовый столб хорошо проводит электрический ток. Ионизацию молекул газа в пространстве между электродами вызывают своими ударами электроны, испускаемые катодом дуги. Большое число испускаемых электронов обеспечивается тем, что катод нагрет до очень высокой температуры. Когда для зажигания дуги вначале угли приводят в соприкосновение, то в месте контакта, обладающем очень большим сопротивлением, выделяется огромное количество теплоты. Поэтому концы углей сильно разогреваются, и этого достаточно для того, чтобы когда их начинают раздвигать, между ними вспыхнула дуга. В дальнейшем катод дуги поддерживается в накаленном состоянии самим током, проходящим через дугу.
Чему приблизительно равно сопротивление электрической дуги, если сила тока в дуге составляет 10 А?
1) 400 Ом 2) 4 Ом 3) 0,25 Ом 4) 25 Ом
Конец формы
Начало формы
Что является причиной ионизации молекул газа в пространстве между электродами?
1) напряжение между электродами
2) свечение газа в дуге под действием высокой температуры
3) высокая температура газа в дуге
4) соударения молекул газа с электронами, испускаемыми катодом
Конец формы
Начало формы
Электрическая дуга представляет собой
1) электрический разряд в газе
2) электрический ток в электролите, которым является влажный воздух
3) излучение света электродами, присоединенными к источнику тока
4) излучение энергии заряженными электродами
Окно в мир
Сегодня в магазине можно увидеть разные типы телевизоров: телевизоры с электронно-лучевой трубкой (кинескопом), жидкокристаллические и плазменные телевизоры. С точки зрения физики эти телевизоры отличаются друг от друга принципом перевода электромагнитного сигнала в зрительный образ.
Изображение в электронно-лучевой трубке формируется с помощью электронного луча, который с большой скоростью «рисует» на экране, покрытом специальным веществом (люминофором), каждую строчку изображения. Скорость луча такова, что, глядя на экран, мы воспринимаем картинку целиком, однако мерцание легко заметить боковым зрением. Для цветных кинескопов разработаны люминофоры, дающие три основных цвета свечения: синий, зелёный, красный (человек воспринимает цвета как результат смешения в определенных количественных соотношениях этих трех основных цветов).
Экран жидкокристаллического телевизора (ЖК) представляет собой панель, состоящую из ячеек с жидкими кристаллами, подсвечиваемых с обратной стороны специальной лампой. Оптические свойства жидких кристаллов изменяются в электрических полях.
В электрическом поле кристалл ориентируется и делает ячейку то светлее (открывая), то темнее (закрывая). Изображение складывается из точек (пикселей), а каждая из них формируется тремя кристаллами, которые отвечают за красный, зеленый и синий цвета. «Бегающего» луча в ЖК-телевизорах нет, и мерцания картинки не происходит. Однако важно помнить, что в большинстве моделей ЖК есть свой недостаток: они не дают «радикально черный» цвет (кристалл не затеняет ячейку на 100%).
Панель плазменного телевизора состоит из ячеек, заполненных плазмой. Ее пиксели сформированы из крохотных колбочек, похожих на лампы дневного света, — они обеспечивают контрастность, яркость и самый что ни на есть черный цвет: «лампочка» выключена, вот и черный цвет. Впрочем, и у плазменного телевизора есть свои недостатки. Главный из них — высокое энергопотребление. К тому же такой телевизор сильно греется, ему нужна система охлаждения, а она при работе шумит. Кроме того, со временем пиксели «выгорают».
Люминофоры — это твёрдые и жидкие вещества, способные излучать свет под действием различного рода возбуждений.
На экране кинескопа люминофор начинает светиться под действием
1) электронного луча
2) радиоизлучения
3) магнитных полей
4) электростатических полей
Конец формы
Начало формы
Какой недостаток по сравнению с кинескопом и плазменным телевизором имеет ЖК-телевизор?
1) высокое электропотребление
2) мерцание картинки на экране
3) невозможность изобразить черный цвет
4) возникновение рентгеновского излучения при торможении электронного пучка
Конец формы
Начало формы
Сейчас у всех на слуху новый стандарт цифрового телевидения – ТВЧ (телевидение высокой четкости). Основное его преимущество – большое разрешение изображения: до 1920×1080 точек (сегодня все эфирные каналы вещают с разрешением 720×576 точек). Это означает, что картинка в формате ТВЧ содержит
1) примерно в 5 раз больше деталей
2) примерно в 5 раз меньше деталей
3) примерно в 2 раза больше деталей
4) примерно в 2 раза меньше деталей
Пьезоэлектричество
В 1880 году французские ученые — братья Пьер и Поль Кюри — исследовали свойства кристаллов. Они заметили, что если кристалл кварца сжать с двух сторон, то на его гранях, перпендикулярных направлению сжатия, возникают электрические заряды: на одной грани — положительные, на другой — отрицательные. Таким же свойством обладают кристаллы турмалина, сегнетовой соли, даже сахара. Заряды на гранях кристалла возникают и при его растяжении. Причем если при сжатии на грани накапливался положительный заряд, то при растяжении на этой грани будет накапливаться отрицательный заряд, и наоборот. Это явление было названо пьезоэлектричеством (от греческого слова "пьезо" — давлю). Кристалл с таким свойством называют пьезоэлектриком.
В дальнейшем братья Кюри обнаружили, что пьезоэлектрический эффект обратим: если на гранях кристалла создать разноимённые электрические заряды, он либо сожмется, либо растянется, в зависимости от того, к какой грани приложен положительный и к какой — отрицательный заряд.
На явлении пьезоэлектричества основано действие широко распространенных пьезоэлектрических зажигалок. Основной частью такой зажигалки является пьезоэлемент — керамический пьезоэлектрический цилиндр с металлическими электродами на основаниях. При помощи механического устройства производится кратковременный удар по пьезоэлементу. При этом на двух его сторонах, расположенных перпендикулярно направлению действия деформирующей силы, появляются разноимённые электрические заряды. Напряжение между этими сторонами может достигать нескольких тысяч вольт. По изолированным проводам напряжение подводится к двум электродам, расположенным в наконечнике зажигалки на расстоянии 3–4 мм друг от друга. Возникающий между электродами искровой разряд поджигает смесь газа и воздуха.
Несмотря на очень большие напряжения (~10 кВ) опыты с пьезозажигалкой совершенно безопасны, так как даже при коротком замыкании сила тока оказывается такой же ничтожно малой и безопасной для здоровья человека, как при электростатических разрядах при снимании шерстяной или синтетической одежды в сухую погоду.
В начале 20-го века французский ученый Поль Ланжевен изобрел излучатель ультразвуковых волн. Заряжая грани кварцевого кристалла электричеством от генератора переменного тока высокой частоты, он установил, что кристалл совершает при этом колебания с частотой, равной частоте изменения напряжения.
В основе действия излучателя лежит
1) прямой пьезоэлектрический эффект
2) обратный пьезоэлектрический эффект
3) явление электризации под действием внешнего электрического поля
4) явление электризации при ударе
Конец формы
Начало формы
Пьезоэлектрический кристалл сжали в вертикальном направлении. При этом на левой грани образовался положительный заряд. Если теперь на правой грани того же недеформированного кристалла создать положительный заряд, а на левой — отрицательный, то кристалл
1) сожмется в вертикальном направлении
2) приобретет отрицательный заряд на верхней грани
3) растянется в вертикальном направлении
4) приобретет отрицательный заряд на нижней грани
Конец формы
Начало формы