Номер 1.64, страница 13 - гдз по физике 11 класс сборник задач Заболотский, Комиссаров

Основы электродинамики. Глава 1. Электрический ток. Закон Ома для участка цепи - номер 1.64, страница 13.

Условие.

1.64. Для исследования зависимости силы тока, протекающего через резистор, от напряжения была собрана электрическая цепь, представленная на рисунке 1.22. На сколько необходимо увеличить напряжение для увеличения силы тока на 0,2 А?

Рис. 1.22

Решение.

Дано:

$I_1$ (начальная сила тока по амперметру) = 0,4 А

$U_1$ (начальное напряжение по вольтметру) = 1,6 В

$\Delta I$ (увеличение силы тока) = 0,2 А

Найти:

$\Delta U$ — ?

Решение:

1. Сначала определим показания измерительных приборов по рисунку.

Шкала амперметра имеет цену деления $c_A = (0,5 - 0) \text{ А} / 10 = 0,05 \text{ А}$. Стрелка указывает на 8-е деление от нуля. Таким образом, начальная сила тока в цепи составляет:

$I_1 = 8 \cdot c_A = 8 \cdot 0,05 \text{ А} = 0,4 \text{ А}$

Шкала вольтметра имеет цену деления $c_V = (1 - 0) \text{ В} / 10 = 0,1 \text{ В}$. Стрелка указывает на 6-е деление после отметки "1 В", что соответствует 16-му делению от нуля. Таким образом, начальное напряжение на резисторе:

$U_1 = 16 \cdot c_V = 16 \cdot 0,1 \text{ В} = 1,6 \text{ В}$

2. Используя закон Ома для участка цепи, найдем сопротивление резистора $\text{R}$. Сопротивление резистора в ходе эксперимента не меняется.

$R = \frac{U_1}{I_1}$

Подставим числовые значения:

$R = \frac{1,6 \text{ В}}{0,4 \text{ А}} = 4 \text{ Ом}$

3. По условию задачи, сила тока должна увеличиться на $\Delta I = 0,2 \text{ А}$. Найдем, на сколько для этого нужно увеличить напряжение. Изменение напряжения $\Delta U$ связано с изменением силы тока $\Delta I$ через закон Ома:

$\Delta U = \Delta I \cdot R$

Подставим известные значения:

$\Delta U = 0,2 \text{ А} \cdot 4 \text{ Ом} = 0,8 \text{ В}$

Таким образом, для увеличения силы тока на 0,2 А необходимо увеличить напряжение на 0,8 В.

Ответ: напряжение необходимо увеличить на 0,8 В.