Главная›Физика›Электрический ток в различных средах

Физика · Пробное ЕНТ

Электрический ток в различных средах: тест ЕНТ

Проверьте знания по теме «Электрический ток в различных средах» в формате тематической подготовки к ЕНТ. В тесте 20 вопросов: выберите один ответ и сразу получите объяснение.

20 вопросов4 варианта ответаПроверка сразуОбъясненияБез регистрации

Вопрос 1 из 20Правильных ответов: 0

✓

Тест завершён

Ваш результат по теме «Электрический ток в различных средах»

0 / 20

Другие тесты по физике

Подготовка к ЕНТ: Электрический ток в различных средах

Тематический тест помогает проверить не весь курс, а конкретный раздел «Электрический ток в различных средах». Такой формат удобен для повторения после урока, самостоятельной подготовки и поиска слабых мест.

Как работать с результатом

Не ограничивайтесь итоговым числом правильных ответов. Обратите внимание, какие понятия были перепутаны и почему выбранный вариант показался верным. После объяснения попробуйте своими словами сформулировать правило или физический закон или условие применения формулы.

Повторное прохождение имеет смысл после короткого повторения темы. Цель — понимать связь между физическими величинами, законами и условиями задачи, а не запоминать расположение ответов.

Электрический ток в различных средах

Сначала определите среду и носители заряда

В этой теме один и тот же электрический ток создаётся разными носителями. В металлах движутся свободные электроны, в электролитах — ионы, в полупроводниках — электроны и дырки, в газах — ионы и электроны, а в вакууме ток связан с движением электронов между электродами.

01 Определите среду Металл, электролит, полупроводник, газ или вакуум

02 Назовите носители Это помогает сразу выбрать физическую модель

03 Выберите закон Сопротивление, электролиз, проводимость или ускорение заряда

04 Проверьте зависимость Температура, примесь, поле и время влияют по-разному

Электрический ток в металлах

В металлическом проводнике ток создаётся упорядоченным движением свободных электронов. Сопротивление зависит от материала, геометрии и температуры.

R = ρ \frac{l}{S}

R = R_{0} [1 + α (T - T_{0})]

Для большинства металлов при повышении температуры сопротивление увеличивается из-за усиления рассеяния электронов на колебаниях кристаллической решётки.

Электролиты и закон Фарадея

В растворах и расплавах электролитов ток создаётся направленным движением положительных и отрицательных ионов. Прохождение тока сопровождается химическими превращениями на электродах.

m = k I t

k = \frac{M}{z F}

При одинаковом прошедшем заряде масса выделившегося вещества пропорциональна его электрохимическому эквиваленту.

Полупроводники

В полупроводниках ток создают электроны и дырки. Их концентрация сильно зависит от температуры, освещения и примесей.

σ = e (n μ_{n} + p μ_{p})

Донорная примесь Создаёт полупроводник n-типа, основные носители — электроны.

Акцепторная примесь Создаёт полупроводник p-типа, основные носители — дырки.

p-n-переход

Область контакта двух типов полупроводника образует потенциальный барьер. Внешнее напряжение может уменьшать или увеличивать этот барьер.

Прямое включение Плюс к p-области, минус к n-области

Обратное включение Плюс к n-области, минус к p-области

При прямом смещении потенциальный барьер уменьшается и ток резко возрастает. При обратном смещении ток остаётся малым.

Электрический ток в газах

Для появления заметной проводимости газ должен содержать свободные заряженные частицы. Они возникают при ионизации, а исчезают, в частности, при рекомбинации.

W = e E l

Несамостоятельный разряд Для поддержания проводимости требуется внешний источник ионизации.

Самостоятельный разряд Размножение носителей внутри газа позволяет разряду сохраняться без внешнего ионизатора.

Ток в вакууме

В вакуумном приборе источником электронов может служить нагретый катод. Электрическое поле ускоряет испущенные электроны к аноду.

e U = \frac{m v^{2}}{2}

I = \frac{N e}{t}

В вакуумном диоде ток хорошо проходит, когда анод имеет положительный потенциал относительно нагретого катода.

Отдельно запомните

Сверхпроводимость

У некоторых материалов при охлаждении ниже критической температуры электрическое сопротивление в сверхпроводящем состоянии становится равным нулю. Критическое состояние может разрушаться при превышении допустимых температуры, магнитного поля или силы тока.

T < T_{c} \Rightarrow R = 0

Алгоритм

Как разбирать задания по теме

Определите среду

От этого зависит, какие частицы являются носителями заряда и какие процессы нужно учитывать.

Выберите зависимость

Для электролиза важен прошедший заряд, для металла — сопротивление, для полупроводника — концентрация и подвижность носителей.

Согласуйте единицы

Особенно внимательно переводите минуты в секунды, миллиграммы в граммы, сантиметры и квадратные миллиметры в единицы СИ.

Проверьте физический смысл

Убедитесь, что изменение температуры, примеси, напряжения или поля приводит к ожидаемому изменению проводимости и тока.

Частые ошибки

Что особенно важно не перепутать

Металл и электролит

В металле заряд переносят электроны, а в электролите — положительные и отрицательные ионы.

Масса при электролизе

Она зависит от полного прошедшего заряда, поэтому нужно учитывать и силу тока, и время.

n-тип и p-тип

В n-типе основными носителями являются электроны, в p-типе — дырки.

Прямое включение диода

Положительный полюс подключают к p-области, отрицательный — к n-области.

Газовый разряд

Несамостоятельный разряд прекращается без внешнего ионизатора, если не возникли механизмы самоподдержания.

Вакуум

Сам вакуум не создаёт носителей заряда: электроны должны быть эмитированы электродом или другим источником.