ГДЗ по физике, 10 класс, Мякишев, номер 15.2: Сторонние силы. Электродвижущая сила

План решения:

Для ответа на вопрос необходимо вспомнить определение сторонних сил в контексте электродинамики. Сторонние силы — это силы, которые не являются электрическими (кулоновскими) и действуют на заряженные частицы внутри источника тока, перемещая их против направления электрического поля.

Вычисление и обоснование:

В замкнутой цепи постоянный ток поддерживается только при наличии источника ЭДС. Внутри такого источника положительные заряды должны перемещаться от полюса с меньшим потенциалом к полюсу с большим потенциалом, то есть против сил электростатического поля. Эту работу совершают именно сторонние силы.

Природа этих сил зависит от типа источника тока:

• В гальванических элементах и аккумуляторах сторонними силами являются химические силы , возникающие в результате реакций окисления-восстановления.
• В генераторах переменного или постоянного тока сторонними силами выступают механические силы (например, сила Ампера, действующая на проводник с током в магнитном поле при его вращении).
• В фотоэлементах и солнечных батареях роль сторонних сил играют силы, связанные с фотоэффектом .
• В термопарах — термоэлектрические силы .

Проверка:

Сравним полученное определение с законом Ома для полной цепи: I=E/R+r. Здесь E (ЭДС) численно равна работе сторонних сил по перемещению единичного положительного заряда по всему контуру. Если бы сторонних сил не было, работа по перемещению заряда по замкнутому контуру была бы равна нулю из-за консервативности электростатического поля, и ток прекратился бы. Следовательно, выделенные нами силы действительно являются необходимыми для поддержания тока.