Лабораторная работа № 7, страница 43, часть 2 - гдз по физике 8 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 2. Глава 5. Электрический ток. Параграф 58. Лабораторные и исследовательские работы. Лабораторные работы - страница 43.

Условие.

Лабораторная работа № 7

Измерение сопротивления проводника при помощи амперметра и вольтметра

Цель работы

Научиться измерять сопротивление проводника при помощи амперметра и вольтметра.

Оборудование и материалы

Источник электрического тока (батарейка), реостат, ключ, амперметр, вольтметр, соединительные провода, набор исследуемых сопротивлений.

Ход работы

• Соберите электрическую цепь, состоящую из источника электрического тока, одного из исследуемых проводников, амперметра, вольтметра, реостата и ключа.

• Измерьте силу тока и напряжение на исследуемом проводнике.

• Начертите схему электрической цепи.

• Замените исследуемый проводник другим и повторите измерения силы тока и напряжения на нём.

• Повторите измерения с третьим проводником.

• Результаты измерений занесите в таблицу в своей тетради.

Номер опыта	$\text{I}$, A	$\text{U}$, В	$\text{R}$, Ом

• Используя закон Ома, вычислите сопротивление исследуемого проводника в каждом опыте.

• Постройте график зависимости силы тока от сопротивления.

• Сделайте вывод.

Решение.

Цель работы

Научиться определять сопротивление проводника с помощью амперметра и вольтметра, убедиться на опыте, что сила тока обратно пропорциональна сопротивлению при постоянном напряжении.

Оборудование и материалы

Источник тока, реостат, ключ, амперметр, вольтметр, соединительные провода, набор из трех исследуемых проводников (резисторов).

Ход работы

1. Схема электрической цепи

Для выполнения работы собирается электрическая цепь. Источник тока, ключ, реостат, амперметр и исследуемый проводник (резистор) соединяются последовательно. Вольтметр подключается параллельно к концам исследуемого проводника для измерения напряжения на нем. Реостат используется для регулировки силы тока в цепи и для установки одинакового напряжения на каждом из исследуемых проводников.

Ответ: Схема электрической цепи состоит из последовательно соединенных источника тока, ключа, реостата, амперметра и исследуемого резистора. Вольтметр подключается параллельно исследуемому резистору.

2. Таблица результатов измерений и вычислений

В ходе эксперимента были проведены измерения для трех различных проводников. С помощью реостата на каждом проводнике устанавливалось одинаковое напряжение. Результаты измерений и последующих вычислений занесены в таблицу.

Номер опыта	I, А	U, В	R, Ом
1	0,50	2,0	4,0
2	0,25	2,0	8,0
3	0,20	2,0	10,0

Ответ: Заполненная таблица с гипотетическими результатами измерений и вычислений представлена выше.

3. Используя закон Ома, вычислите сопротивление исследуемого проводника в каждом опыте.

Для вычисления сопротивления каждого проводника используется закон Ома для участка цепи, который гласит, что сила тока на участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого участка и обратно пропорциональна его сопротивлению:

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

Отсюда формула для расчета сопротивления:

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

Проведем вычисления для каждого опыта, используя данные из таблицы.

Опыт 1:

Дано:

$U_1 = 2,0 \text{ В}$
$I_1 = 0,50 \text{ А}$

Найти:

$R_1$ - ?

Решение:

$R_1 = \frac{U_1}{I_1} = \frac{2,0 \text{ В}}{0,50 \text{ А}} = 4,0 \text{ Ом}$

Ответ: Сопротивление первого проводника $R_1 = 4,0 \text{ Ом}$.

Опыт 2:

Дано:

$U_2 = 2,0 \text{ В}$
$I_2 = 0,25 \text{ А}$

Найти:

$R_2$ - ?

Решение:

$R_2 = \frac{U_2}{I_2} = \frac{2,0 \text{ В}}{0,25 \text{ А}} = 8,0 \text{ Ом}$

Ответ: Сопротивление второго проводника $R_2 = 8,0 \text{ Ом}$.

Опыт 3:

Дано:

$U_3 = 2,0 \text{ В}$
$I_3 = 0,20 \text{ А}$

Найти:

$R_3$ - ?

Решение:

$R_3 = \frac{U_3}{I_3} = \frac{2,0 \text{ В}}{0,20 \text{ А}} = 10,0 \text{ Ом}$

Ответ: Сопротивление третьего проводника $R_3 = 10,0 \text{ Ом}$.

4. Постройте график зависимости силы тока от сопротивления.

Для построения графика зависимости силы тока $\text{I}$ от сопротивления $\text{R}$ используем данные, полученные в ходе экспериментов (при постоянном напряжении $U = 2,0 \text{ В}$).

1. Начертим две взаимно перпендикулярные оси. Горизонтальную ось (ось абсцисс) назовем «Сопротивление, R (Ом)», а вертикальную (ось ординат) — «Сила тока, I (А)».

2. Выберем масштабы. По оси R можно взять масштаб 1 клетка = 1 Ом. По оси I можно взять масштаб 1 клетка = 0,05 А.

3. Нанесем на координатную плоскость точки, соответствующие нашим измерениям:

• Точка 1: $(4,0; 0,50)$
• Точка 2: $(8,0; 0,25)$
• Точка 3: $(10,0; 0,20)$

4. Соединим точки плавной линией.

Ответ: Полученный график является ветвью гиперболы. Он наглядно демонстрирует обратную пропорциональную зависимость силы тока от сопротивления при постоянном напряжении: с увеличением сопротивления проводника сила тока в нем уменьшается.

5. Сделайте вывод.

В ходе выполнения лабораторной работы была собрана электрическая цепь и проведены измерения силы тока и напряжения на трех различных проводниках. С помощью закона Ома для участка цепи ($R=U/I$) были вычислены сопротивления этих проводников. По результатам измерений и вычислений был построен график зависимости силы тока от сопротивления.

Ответ: В результате проделанной работы мы научились измерять сопротивление проводника с помощью амперметра и вольтметра. Экспериментально установлено, что сопротивление является постоянной характеристикой для данного проводника. Построенный график подтвердил, что при постоянном напряжении сила тока в проводнике обратно пропорциональна его сопротивлению, что полностью соответствует закону Ома.