1. Почему сила переменного тока практически одинакова во всех сечениях проводника? А) Время распространения

1. Сила переменного тока практически одинакова во всех сечениях проводника из-за следующих факторов:

а) Время распространения электромагнитного поля больше, чем период колебаний. Когда переменный ток протекает через проводник, возникает электромагнитное поле, которое распространяется вокруг него. Это поле требует определенного времени для распространения по проводнику. В то же время, период колебаний переменного тока является очень коротким. Поэтому, к моменту, когда поле распространится на определенное расстояние по проводнику, ток уже успевает поменять свою полярность. Таким образом, сила тока в разных сечениях проводника практически одинакова, т.к. электромагнитное поле не успевает измениться в течение короткого периода времени.

б) Сечение проводника одинаково везде. Предположим, что сечение проводника разное в разных его участках. В этом случае, сопротивление проводника будет меняться, так как сопротивление прямо пропорционально его длине и обратно пропорционально его площади поперечного сечения. Если сопротивление меняется, то и напряжение в разных участках проводника будет разным в соответствии с законом Ома (U = IR). Следовательно, сила тока также будет различаться в разных сечениях проводника. Однако, если сечение проводника одинаково во всех его участках, сопротивление также будет одинаковым, и сила тока будет сохраняться на протяжении всего проводника.

в) Все электроны одинаковы по размерам. Сила тока изменяется в зависимости от количества электронов, которые протекают через единицу времени. Если бы электроны в проводнике были разных размеров, то их плотность (количество электронов на единицу объема) была бы разной. В этом случае, сила тока также была бы разной в разных участках проводника. Однако, в проводнике все электроны одинаковы по размеру. Поэтому, количество электронов, протекающих через единицу времени в разных сечениях проводника, будет практически одинаковым, и сила тока будет сохраняться.

2. Если показания амперметров в цепи переменного и постоянного тока одинаковы, это означает следующее:

а) Мощность, выделяемая на одинаковых сопротивлениях в цепи переменного тока, меньше, чем в цепи постоянного тока. При переменном токе мощность зависит от эффективного значения тока, а не от его максимальной амплитуды. Амперметры измеряют эффективное значение тока, поэтому показания амперметров в цепи переменного и постоянного тока могут быть одинаковыми при одинаковом значении эффективного тока. Однако, так как переменный ток меняется со временем, мощность, выделяемая на одинаковых сопротивлениях в цепи переменного тока, будет меньше, чем в цепи постоянного тока.

б) Мощность, выделяемая на одинаковых сопротивлениях в цепи переменного тока, больше, чем в цепи постоянного тока. Показания амперметров могут быть одинаковыми в цепи переменного и постоянного тока при одинаковом значении эффективного тока. Однако, так как переменный ток меняется со временем, мощность, выделяемая на одинаковых сопротивлениях в цепи переменного тока, будет больше, чем в цепи постоянного тока. Это связано с тем, что мощность, потребляемая или выделяемая в цепи, зависит от квадрата тока (P = I^2R) и в случае переменного тока средняя мощность будет больше, чем в случае постоянного тока с тем же значением эффективного тока.

При ответе на эти вопросы важно помнить, что внимательное чтение условия задачи позволяет правильно определить верный ответ на основе предоставленной информации.