Відповідність: прилад, дослід або пристрій ↔ фізичне явище, величина чи принцип дії

📌 Про що ця тема

У завданнях на відповідність тобі дають прилад, дослід чи пристрій — і треба з’єднати його з фізичним явищем, величиною або принципом дії, який лежить в основі його роботи. Це перевіряє, чи розумієш ти НЕ формули, а фізичний зміст техніки навколо: на чому працює генератор, що вимірює амперметр, яке явище показав дослід Резерфорда. Ключове тут — знати «принцип дії», тобто головне явище, без якого пристрій не працює.

📖 Головне

• Кожен прилад працює на ОДНОМУ головному явищі — його й треба знайти. Не «електрика взагалі», а конкретно: електромагнітна індукція, теплова дія струму тощо.

• Електровимірювальні прилади: амперметр вимірює силу струму, вольтметр — напругу, ватметр — потужність, лічильник — електроенергію (роботу струму). Стрілочні працюють на магнітній дії струму (рамка з струмом у полі).

• Генератор електроенергії — електромагнітна індукція (механічна енергія → електрична). Електродвигун — дія магнітного поля на провідник зі струмом (електрична → механічна).

• Трансформатор — електромагнітна індукція, працює тільки на ЗМІННОМУ струмі; змінює напругу.

• Нагрівальні прилади (праска, лампа розжарення, запобіжник) — теплова дія струму (закон Джоуля–Ленца, Q = I²Rt).

• Термометр — теплове розширення тіл (рідини, газу). Барометр — вимірює атмосферний тиск. Манометр — тиск газу/рідини.

• Динамометр — сила пружності (закон Гука, F = kx). Ареометр — сила Архімеда (плавання тіл).

• Оптика: лінза, окуляри, лупа, мікроскоп, телескоп — заломлення світла. Дзеркало, перископ — відбивання світла. Призма (веселка) — дисперсія світла.

• Історичні досліди: Резерфорд — будова атома (ядро); Ерстед — магнітна дія струму; Фарадей — електромагнітна індукція; Кулон (крутильні терези) — взаємодія зарядів; фотоефект — квантова природа світла.

• Радіо, антена — електромагнітні хвилі. Мікрофон/динамік — перетворення звук ↔ електричний сигнал.

🔢 Як це працює на прикладі

Дано три пристрої, до кожного добери явище.

1 Трансформатор — А теплова дія струму; Б електромагнітна індукція; В заломлення світла.

2 Праска — ті самі варіанти.

3 Лупа.

Міркуємо: трансформатор змінює напругу за рахунок наведеної ЕРС у котушках → електромагнітна індукція → Б. Праска гріється струмом → теплова дія → А. Лупа збільшує зображення завдяки заломленню в лінзі → В. Відповідь: 1—Б, 2—А, 3—В.

⚠️ Типові помилки

• Плутають генератор і двигун: генератор — індукція, двигун — дія поля на струм. Напрям перетворення енергії протилежний.

• Плутають Ерстеда (струм створює магнітне поле) і Фарадея (магнітне поле створює струм) — це «дзеркальні» явища.

• Приписують трансформатору роботу на постійному струмі — він працює ТІЛЬКИ на змінному.

• Плутають відбивання (дзеркало, перископ) і заломлення (лінза, лупа); дисперсію (призма) вважають простим заломленням.

• Для стрілочного амперметра пишуть «теплова дія» замість магнітної дії струму.

🎯 Що завчити напамʼять

• Індукція: генератор, трансформатор, Фарадей.

• Теплова дія: лампа, праска, запобіжник (Джоуль–Ленц).

• Магнітна дія струму: двигун, стрілочні прилади, Ерстед.

• Заломлення: лінзи, лупа, окуляри; відбивання: дзеркало, перископ; дисперсія: призма.

• Досліди: Резерфорд — ядро атома, Кулон — заряди, фотоефект — кванти світла.

🧠 Перевір себе

1 На якому явищі працює електродвигун?

2 Який дослід довів існування атомного ядра?

3 Чому трансформатор не працює на постійному струмі?

Відповіді: 1 — дія магнітного поля на провідник зі струмом; 2 — дослід Резерфорда (розсіяння α-частинок); 3 — для індукції потрібна ЗМІНА магнітного потоку, а постійний струм дає незмінний потік, тому ЕРС не наводиться.