Номер 5, страница 75 - гдз по физике 11 класс учебник Касьянов

Вопросы. § 22. ЭДС в проводнике, движущемся в магнитном поле. Глава 3. Электромагнетизм - номер 5, страница 75.

5. Объясните, почему силу тока, проходящего через лампу (см. рис. 68), можно рассчитать по формуле (46).

Силу тока, проходящего через лампу, можно рассчитать по формуле (46), которая определяет силу тока как отношение электрического заряда, прошедшего через поперечное сечение проводника, ко времени его прохождения: $I = \frac{q}{t}$. Возможность применения этой формулы для лампы в цепи (показанной на рис. 68) объясняется правилами измерения силы тока.

1. Способ измерения силы тока. Сила тока измеряется с помощью прибора, называемого амперметром. Чтобы измерить силу тока, проходящего через какой-либо потребитель (в данном случае — лампу), амперметр необходимо включить в цепь последовательно с этим потребителем. На схеме (рис. 68) амперметр и лампа соединены именно таким образом.

2. Свойство последовательного соединения. Ключевым свойством последовательного соединения является то, что сила тока одинакова во всех его участках. Это напрямую следует из закона сохранения электрического заряда: заряд не может накапливаться или исчезать в какой-либо точке неразветвленной цепи. Следовательно, количество заряда, проходящее за единицу времени через амперметр, в точности равно количеству заряда, проходящему за то же время через нить накала лампы.

3. Заключение. Поскольку сила тока в лампе и в последовательно соединенном с ней амперметре одинакова, то показания амперметра (который как раз и измеряет величину $I$ по принципу, заложенному в формуле $I = \frac{q}{t}$) соответствуют силе тока, проходящего через лампу. Таким образом, рассчитав или измерив силу тока в любом месте данного участка цепи, мы находим силу тока и в лампе.

Ответ: Силу тока через лампу можно рассчитать по указанной формуле, потому что для ее измерения используется амперметр, включенный в цепь последовательно с лампой. При последовательном соединении сила тока во всех элементах цепи одинакова. Поэтому ток, измеренный амперметром, равен току, проходящему через лампу, а сам амперметр определяет силу тока в соответствии с ее физическим определением ($I = \frac{q}{t}$).