Номер 3, страница 66 - гдз по физике 8 класс тетрадь-тренажёр Артеменков, Белага

VI. Характеристики электрических цепей. Выполняем тест - номер 3, страница 66.

Условие.

3. Медную спираль заменили на железную таких же сечения и длины. Сила тока в новой спирали при неизменном напряжении:

1) уменьшилась

2) увеличилась

3) не изменилась

Решение.

Решение

Сила тока $\text{I}$ в проводнике, его сопротивление $\text{R}$ и напряжение $\text{U}$ на его концах связаны законом Ома для участка цепи:

$I = \frac{U}{R}$

Согласно условию задачи, напряжение $\text{U}$ на спирали остается неизменным. Из формулы видно, что сила тока $\text{I}$ обратно пропорциональна сопротивлению $\text{R}$. Это означает, что для того чтобы определить, как изменилась сила тока, необходимо выяснить, как изменилось сопротивление спирали.

Сопротивление проводника рассчитывается по формуле:

$R = \rho \frac{l}{S}$

где $\rho$ — удельное электрическое сопротивление материала проводника, $\text{l}$ — его длина, а $\text{S}$ — площадь поперечного сечения.

По условию, медную спираль заменили на железную, при этом их длина $\text{l}$ и площадь поперечного сечения $\text{S}$ одинаковы. Следовательно, различие в их сопротивлениях будет определяться только различием в удельных сопротивлениях меди ($\rho_{м}$) и железа ($\rho_{ж}$).

Обратимся к справочным данным:

• Удельное сопротивление меди: $\rho_{м} \approx 0.017 \frac{Ом \cdot мм^2}{м}$
• Удельное сопротивление железа: $\rho_{ж} \approx 0.1 \frac{Ом \cdot мм^2}{м}$

Сравнивая эти значения, видим, что удельное сопротивление железа значительно больше удельного сопротивления меди: $\rho_{ж} > \rho_{м}$.

Поскольку длина и сечение спиралей одинаковы, сопротивление железной спирали ($R_{ж}$) будет больше сопротивления медной спирали ($R_{м}$):

$R_{ж} > R_{м}$

Так как сопротивление спирали при замене увеличилось, а напряжение осталось постоянным, то сила тока, согласно закону Ома ($I = U/R$), должна была уменьшиться.

Ответ: 1) уменьшилась