Левая сторона, страница 24 - гдз по физике 8 класс самостоятельные работы Генденштейн, Орлов

Самостоятельная работа 3. Электричество. Вариант 5 - страница 24.

Условие.

Оборудование: амперметр¹, вольтметр; источник тока; лампочка, отмеченная значком «Л»² (4,5 В; 0,5 А); провода; выключатель.

1. Соберите электрическую цепь для измерения силы тока в лампочке и напряжения на ней. До замыкания ключа покажите цепь учителю. Измерьте силу тока в лампочке и напряжение на ней. Результаты опытов и расчётов запишите в тетради.

Схема электрической цепи: _________.

Результаты: _________.

2*. Рассчитайте число электронов, проходящих за 1 с через поперечное сечение спирали лампочки.

Результаты: _________.

Решение.

Соберите электрическую цепь...

Для измерения силы тока, проходящего через лампочку, амперметр необходимо включить в цепь последовательно с ней. Для измерения напряжения на лампочке, вольтметр необходимо подключить параллельно к ее клеммам. Все элементы (источник тока, выключатель, амперметр и лампочка) соединяются последовательно в один контур.

Схема электрической цепи:

Результаты:

Так как лабораторная работа не может быть выполнена физически, в качестве результатов измерений примем номинальные значения параметров лампочки, указанные в условии.

Сила тока в лампочке: $I = 0,5$ А.

Напряжение на лампочке: $U = 4,5$ В.

Ответ: $I = 0,5$ А; $U = 4,5$ В.

2*. Рассчитайте число электронов...

Дано:

Сила тока $I = 0,5$ А
Время $t = 1$ с
Элементарный заряд (заряд электрона) $e \approx 1,6 \cdot 10^{-19}$ Кл

Система СИ:
Все величины уже представлены в системе СИ, перевод не требуется.

Найти:

Число электронов $\text{N}$ — ?

Решение:

Сила тока $\text{I}$ определяется как заряд $\text{q}$, который проходит через поперечное сечение проводника за время $\text{t}$:
$I = \frac{q}{t}$
Из этой формулы можно выразить общий заряд $\text{q}$, прошедший через спираль лампочки:
$q = I \cdot t$
Общий заряд $\text{q}$ также равен произведению числа электронов $\text{N}$ на заряд одного электрона $\text{e}$:
$q = N \cdot e$
Приравняем правые части двух выражений для заряда $\text{q}$:
$N \cdot e = I \cdot t$
Отсюда выразим искомое число электронов $\text{N}$:
$N = \frac{I \cdot t}{e}$
Теперь подставим числовые значения и произведем расчет:
$N = \frac{0,5 \text{ А} \cdot 1 \text{ с}}{1,6 \cdot 10^{-19} \text{ Кл}} = \frac{0,5}{1,6 \cdot 10^{-19}} = 0,3125 \cdot 10^{19}$
Запишем результат в стандартном виде:
$N = 3,125 \cdot 10^{18}$

Ответ: через поперечное сечение спирали лампочки за 1 секунду проходит $3,125 \cdot 10^{18}$ электронов.