Задачи на проводники для 8 класса

Тема кажется простой, но именно здесь часто путают проводники и диэлектрики, металлы и растворы, электроны и ионы. Поэтому задачи на проводники в 8 классе важно разбирать не по памяти, а по смыслу: нужно понимать, почему одно вещество проводит ток, а другое нет.

Что такое проводники

Проводник — это вещество, в котором есть носители заряда, способные двигаться под действием электрического поля. Если такие частицы могут перемещаться достаточно свободно, в веществе возникает электрический ток. Для школьного курса важно помнить два основных случая.

В металлах носителями заряда являются свободные электроны. Под действием электрического поля они начинают двигаться упорядоченно, и в металлическом проводнике появляется ток. Именно поэтому медь, алюминий и железо используют в электрических цепях.

В водных растворах кислот, солей и щелочей ток создают не электроны, а ионы — положительно и отрицательно заряженные частицы. Поэтому раствор поваренной соли проводит ток, а сухая соль сама по себе в таком школьном объяснении уже рассматривается отдельно. Для 8 класса главное правило такое: в металлах ток создают электроны, в водных растворах электролитов — ионы.

Чем проводники отличаются от диэлектриков

Диэлектрики — это вещества, в которых свободное перемещение зарядов сильно затруднено. Поэтому ток через них либо не проходит, либо проходит очень слабо. В школьных задачах к диэлектрикам обычно относят стекло, резину, пластмассу, фарфор, сухое дерево. Именно поэтому из таких материалов делают изоляцию проводов и защитные корпуса приборов.

Важно быть внимательным к условию. Например, сухое и влажное дерево — не одно и то же с точки зрения проводимости. Точно так же чистая вода и водный раствор соли — разные случаи. Поэтому в ответах нельзя опираться только на название вещества; нужно учитывать, в каком состоянии оно находится.

Какие задачи встречаются по теме

В 8 классе задачи на проводники обычно не требуют сложных вычислений. Чаще всего нужно:

• определить, является ли вещество проводником;
• объяснить, почему вещество проводит или не проводит ток;
• выбрать материал для проводящей части цепи или для изоляции;
• указать, какие частицы создают ток в данном случае.

Такие задания проверяют не формулы, а понимание темы.

Как решать задачи на проводники

Сначала нужно определить, о каком веществе идет речь. Потом — вспомнить, есть ли в нем свободные носители заряда. После этого можно сделать вывод, проводит вещество ток или нет.

Если в задаче требуется объяснение, одного слова «проводник» недостаточно. Нужно обязательно указать причину.

√ Правильно:
Медь проводит ток, потому что в ней есть свободные электроны.

√ Правильно:
Раствор соли проводит ток, потому что в нем есть свободно движущиеся ионы.

Неправильно:
Проводит ток, потому что это вещество.

Примеры задач с решениями

Задача 1. Выбрать проводники

Из перечисленных тел выберите проводники: медная проволока, стеклянная палочка, алюминиевая ложка, пластмассовая линейка, графитовый стержень, резиновый шнур.

Решение

Медь и алюминий — металлы, они хорошо проводят ток. Графит тоже проводит электрический ток. Стекло, пластмасса и резина в школьных задачах рассматриваются как изоляторы.

Ответ: медная проволока, алюминиевая ложка, графитовый стержень.

Задача 2. Почему в цепях используют металлические провода

Почему для соединения элементов электрической цепи обычно используют металлические провода?

Решение

Металлы хорошо проводят электрический ток, потому что в них имеются свободные электроны. Под действием электрического поля эти электроны движутся упорядоченно, и через провод проходит ток.

Ответ: металлические провода используют потому, что металлы содержат свободные электроны и хорошо проводят ток.

Задача 3. Почему провод покрывают пластмассой

Почему металлическую жилу провода покрывают пластмассой или резиной?

Решение

Металлическая жила нужна для прохождения тока. Пластмасса и резина в школьных задачах рассматриваются как хорошие изоляторы: они плохо проводят ток и защищают человека от поражения электрическим током.

Ответ: покрытие нужно для изоляции, потому что пластмасса и резина плохо проводят ток.

Задача 4. Проводит ли ток раствор соли

Проводит ли электрический ток водный раствор поваренной соли?

Решение

Да, проводит. В водном растворе поваренной соли есть ионы, которые могут двигаться в электрическом поле. Именно эти ионы и создают ток.

Ответ: да, проводит; ток в растворе создают ионы.

Задача 5. Какие частицы создают ток

Какие частицы создают электрический ток в медной проволоке, а какие — в водном растворе кислоты?

Решение

В медной проволоке ток создают свободные электроны. В водном растворе кислоты ток создают ионы.

Ответ: в металле — электроны, в водном растворе — ионы.

Задача 6. Можно ли заменить провод сухой деревянной палочкой

Почему сухую деревянную палочку нельзя использовать вместо металлического провода?

Решение

Сухое дерево в школьных задачах относят к диэлектрикам. Оно плохо проводит ток, поэтому не может служить хорошим проводником в электрической цепи.

Ответ: сухое дерево плохо проводит ток, поэтому не заменяет металлический провод.

Задача 7. Выбор материала

Для какой части удлинителя лучше выбрать медь, а для какой — пластмассу?

Решение

Медь подходит для проводящей части, то есть для жил провода, потому что она хорошо проводит ток. Пластмасса подходит для наружной оболочки и изоляции, потому что плохо проводит ток.

Ответ: медь — для проводящих частей, пластмасса — для изоляции.

Задача 8. Проверка рассуждения

Ученик сказал: «Если вещество твердое, значит, оно проводит электрический ток». Верно ли это?

Решение

Нет, неверно. Среди твердых веществ есть и проводники, и диэлектрики. Например, металлы и графит проводят ток, а стекло, пластмасса и резина — нет.

Ответ: нет, твердое вещество не обязательно является проводником.

Типичные ошибки

Самая частая ошибка — считать, что ток проводят только металлы. Это неверно, потому что водные растворы электролитов тоже проводят ток.

Вторая ошибка — думать, что во всех проводниках ток создают электроны. Это верно только для металлов. В растворах ток связан с движением ионов.

Третья ошибка — забывать о точной формулировке условия. Например, нельзя одинаково отвечать про сухое дерево и влажное дерево или про чистую воду и раствор соли.

Итог

Задачи на проводники в 8 классе строятся вокруг одной главной идеи: нужно определить, могут ли в данном веществе заряженные частицы свободно перемещаться. Если могут, вещество проводит ток. Если нет, его относят к диэлектрикам.

Для уверенного решения таких задач нужно помнить три опоры:

• в металлах ток создают электроны;
• в водных растворах электролитов — ионы;
• изоляторы нужны не для прохождения тока, а для защиты и изоляции.

Если ученик понимает именно это, задачи по теме проводников перестают быть вопросами «на запоминание» и решаются спокойно и логично.