Ток в различных средах: металлы, электролиты, полупроводники, 10 класс
Почему ток идёт в металлах, полупроводниках, электролитах, вакууме и газах — и как это используют. Ниже — кратко о главном, таблица и частые ошибки.
Все 13 заданий темы — в полном тренажёре
- Подсказка и пошаговое решение каждой задачи
- 6 уроков с теорией и чертежами
- Отчёт для родителя: что решено и где ошибки
Пробуйте. Условия — для родителей
Уровни сложности
В теме 13 заданий на 4 уровнях: разминка, основной, сложный, со звёздочкой.
Ток в различных средах: металлы, электролиты, полупроводники — кратко
- Носители тока в металлах
Ток в металлах — направленное движение свободных электронов. Атомы металла отдают внешние электроны в общее пользование; положительные ионы образуют кристаллическую решётку, а электроны свободно движутся между ними, как газ. Такая проводимость называется электронной.
- Полупроводники
Полупроводники — вещества, удельное сопротивление которых занимает промежуточное положение между металлами и диэлектриками и резко уменьшается при нагревании и освещении. Типичные полупроводники — кремний и германий.
- p–n-переход
p–n-переход — область контакта p- и n-полупроводников. Электроны из n-области и дырки из p-области диффундируют навстречу и рекомбинируют; у границы остаются неподвижные ионы примеси и возникает запирающий слой, обеднённый носителями, с собственным электрическим полем.
- Электролиты
Электролиты — растворы и расплавы солей, кислот и щелочей, проводящие ток. При растворении молекулы распадаются на положительные и отрицательные ионы — это электролитическая диссоциация. Ток в электролите — направленное движение ионов: положительных (катионов) к катоду, отрицательных (анионов) к аноду.
- Термоэлектронная эмиссия
В вакууме нет носителей заряда, их нужно ввести. Нагретый металл испускает электроны — это термоэлектронная эмиссия. Если между нагретым катодом и анодом создать напряжение (плюс на аноде), электроны летят к аноду — в вакууме идёт ток. Прибор с двумя электродами — вакуумный диод.
Ток в различных средах: металлы, электролиты, полупроводники в таблице
| Тема | Главные формулы |
|---|---|
| электрическое поле | F = kq1q2 : r2, E = F : q, E = kQ : r2 |
| потенциал, конденсатор | U = A : q, E = U : d, C = q : U, W = CU2 : 2 |
| постоянный ток | I = U : R, I = ℰ : (R + r), P = UI, Q = I2Rt |
| среды | R = R0(1 + αt), m = kIt |
Пример с ответом
Условие. Сопротивление медного провода при 0 °C равно 20 Ом. Найдите его сопротивление при 50 °C. α = 0,004 К−1.
Ответ. 24 Ом.
2 шага с пояснениями — в полном тренажёре, в уроке «Ток в металлах. Сверхпроводимость».
Открыть разбор →Частые ошибки
-
Ошибка 1Нет: у металлов сопротивление при нагревании растёт. Колебания ионов мешают электронам. Убывает оно у полупроводников (следующий параграф).
-
Ошибка 2Сопротивление сверхпроводника не мало, а равно нулю, и наступает это скачком при Tк. Кроме того, он выталкивает магнитное поле — обычный проводник так не умеет.
-
Ошибка 3Дырка — не частица и не ион, а вакантное место в связи, ведущее себя как положительный заряд. Ионы в кристалле неподвижны.
Физика · 10 класс
Что внутри темы
- Урок 1Ток в металлах. Сверхпроводимость
- Урок 2Ток в полупроводниках
- Урок 3p–n-переход. Полупроводниковые приборы
- Урок 4Ток в электролитах. Электролиз
- Урок 5Ток в вакууме и газах. Плазма
- Урок 6Проверь себя: электродинамика
В полном тренажёре — 6 уроков с теорией и чертежами, задания 3 уровней, подсказки и разбор каждой задачи.
Чему научится ученик
- Вычислять сопротивление металла при нагревании
- Объяснять сверхпроводимость и её применения
- Различать электронную и дырочную проводимость
- Объяснять одностороннюю проводимость диода
- Вычислять массу вещества при электролизе
- Объяснять виды газового разряда, молнию и плазму
Ключевые понятия:электронная проводимостьтемпературный коэффициент сопротивлениясверхпроводимостьполупроводниксобственная проводимостьдыркапримесная проводимостьдонорная примесьакцепторная примесьp–n-переходполупроводниковый диодтранзисторэлектролитэлектролитическая диссоциацияэлектролиззакон Фарадеятермоэлектронная эмиссиявакуумный диодгазовый разрядсамостоятельный разрядплазма
Что требует школьная программа
Объяснять электронную проводимость металлов, зависимость сопротивления металлов от температуры и сверхпроводимость; описывать собственную и примесную проводимость полупроводников, свойства p–n-перехода и полупроводниковые приборы; объяснять электролитическую диссоциацию и электролиз, применять закон электролиза; описывать ток в вакууме и свойства электронных пучков; различать самостоятельный и несамостоятельный разряд в газе, объяснять молнию и плазму.
Что повторить перед темой
Постоянный ток: ЭДС и закон Ома для полной цепиФизика, 10 класс
Физика, 10 классВопросы
Ток в различных средах: металлы, электролиты, полупроводники · 10 классВ каком классе проходят тему «Ток в различных средах: металлы, электролиты, полупроводники»?
В 10 классе, предмет «Физика».
Что повторить перед этой темой?
Постоянный ток: ЭДС и закон Ома для полной цепи (10 класс).
Что можно решить бесплатно?
Несколько задач прямо на этой странице. Подсказки, пошаговые решения и задания всех уровней — в полном тренажёре, первые 14 дней бесплатно.
Все темы 10 класса и отчёт для родителя
Первые 14 дней полный тренажёр бесплатно.
