Номер 7, страница 28 - гдз по физике 8 класс самостоятельные работы Генденштейн, Орлов

Самостоятельная работа 4. Закон Ома для участка цепи. Вариант 1 - номер 7, страница 28.

Условие.

7*. На рисунке изображён график зависимости силы тока в лампочке от приложенного к ней напряжения. Сопротивление лампочки при увеличении напряжения:

А. всё время увеличивалось;

Б. не изменялось;

В. сначала было постоянным, потом уменьшалось;

Г. сначала было постоянным, потом увеличивалось.

Решение.

Дано:

График зависимости силы тока $\text{I}$ в лампочке от приложенного к ней напряжения $\text{U}$ (вольт-амперная характеристика).

Найти:

Определить, как изменяется сопротивление лампочки $\text{R}$ при увеличении напряжения $\text{U}$.

Решение:

Сопротивление проводника $\text{R}$ связано с напряжением $\text{U}$ и силой тока $\text{I}$ законом Ома для участка цепи: $R = \frac{U}{I}$.

Проанализируем, как изменяется это соотношение на разных участках представленного графика.

1. Начальный участок (при напряжении примерно от 0 В до 1,5 В).

На этом участке зависимость $\text{I}$ от $\text{U}$ является прямой линией, проходящей через начало координат. Это означает, что сила тока прямо пропорциональна напряжению, а их отношение $\frac{U}{I}$ постоянно. Следовательно, сопротивление $\text{R}$ на этом участке постоянно.

Для проверки рассчитаем сопротивление в точке этого участка:

При $U_1 = 1$ В, из графика находим $I_1 = 1$ А. Тогда сопротивление $R_1 = \frac{U_1}{I_1} = \frac{1 \text{ В}}{1 \text{ А}} = 1$ Ом.

При $U_2 = 1.5$ В, из графика находим $I_2 = 1.5$ А. Тогда сопротивление $R_2 = \frac{U_2}{I_2} = \frac{1.5 \text{ В}}{1.5 \text{ А}} = 1$ Ом.

Как мы видим, сопротивление на начальном участке постоянно.

2. Последующий участок (при напряжении свыше 1,5 В).

На этом участке график изгибается, и рост силы тока замедляется по сравнению с ростом напряжения. Это указывает на изменение сопротивления. Проверим, как оно меняется, рассчитав его в нескольких точках.

Возьмём точку $U_3 = 3$ В. Из графика находим, что $I_3 \approx 1.9$ А.

Сопротивление в этой точке: $R_3 = \frac{U_3}{I_3} \approx \frac{3 \text{ В}}{1.9 \text{ А}} \approx 1.58$ Ом.

Возьмём точку $U_4 = 4$ В. Из графика находим, что $I_4 = 2$ А.

Сопротивление в этой точке: $R_4 = \frac{U_4}{I_4} = \frac{4 \text{ В}}{2 \text{ А}} = 2$ Ом.

Сравнивая значения, получаем $R_1 = R_2 < R_3 < R_4$. Таким образом, после начального участка сопротивление лампочки увеличивается.

Общий вывод: при увеличении напряжения сопротивление лампочки сначала было постоянным, а затем стало увеличиваться. Физически это объясняется тем, что при увеличении тока и напряжения нить накала лампы нагревается, и её электрическое сопротивление растёт с увеличением температуры.

Следовательно, верным является утверждение Г.

Ответ: Г. сначала было постоянным, потом увеличивалось.