Правая сторона, страница 32 - гдз по физике 8 класс самостоятельные работы Генденштейн, Орлов

Самостоятельная работа 4. Закон Ома для участка цепи. Вариант 5 - страница 32.

Условие.

Правая сторона

Оборудование: амперметр; вольтметр; резистор № 2; источник тока; провода; выключатель; реостат.

1. Соберите электрическую цепь по схеме, представленной на рисунке. До замыкания ключа покажите цепь учителю. Измерьте силу тока в резисторе при среднем положении движка реостата. Измерьте напряжение на резисторе и рассчитайте его сопротивление.

Результаты: _________.

2*. С помощью реостата увеличьте силу тока в цепи. Повторите измерение сопротивления резистора при другой силе тока, сделайте вывод и объясните результат.

Результаты: _________.

Решение.

Соберите электрическую цепь по схеме, представленной на рисунке. До замыкания ключа покажите цепь учителю. Измерьте силу тока в резисторе при среднем положении движка реостата. Измерьте напряжение на резисторе и рассчитайте его сопротивление.

Для выполнения задания необходимо собрать электрическую цепь в соответствии с приложенной схемой. Элементы соединяются последовательно: источник тока, выключатель, реостат, резистор и амперметр. Вольтметр подключается параллельно к выводам резистора № 2 для измерения напряжения на нём.

Перед началом измерений ползунок реостата устанавливается в среднее положение. После сборки и проверки цепи учителем, замыкаем ключ и записываем показания измерительных приборов.

Предположим, в результате измерений мы получили следующие данные:

• Показание амперметра (сила тока): $I_1 = 0.4$ А

• Показание вольтметра (напряжение): $U_1 = 4.4$ В

Теперь рассчитаем сопротивление резистора, используя закон Ома для участка цепи.

Дано:

$I_1 = 0.4$ А

$U_1 = 4.4$ В

Найти:

$R_1$ - ?

Решение:

Согласно закону Ома, сопротивление участка цепи можно вычислить по формуле:

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

Подставим наши измеренные значения в формулу:

$R_1 = \frac{U_1}{I_1} = \frac{4.4 \text{ В}}{0.4 \text{ А}} = 11 \text{ Ом}$

Ответ: сопротивление резистора составляет 11 Ом.

2*. С помощью реостата увеличьте силу тока в цепи. Повторите измерение сопротивления резистора при другой силе тока, сделайте вывод и объясните результат.

Чтобы увеличить силу тока в цепи, необходимо уменьшить общее сопротивление цепи. Это достигается перемещением ползунка реостата таким образом, чтобы уменьшить длину его проволоки, через которую проходит ток (т.е. уменьшить сопротивление реостата).

Переместив ползунок реостата, мы снова измеряем силу тока и напряжение. Предположим, новые показания приборов:

• Показание амперметра (сила тока): $I_2 = 0.6$ А

• Показание вольтметра (напряжение): $U_2 = 6.6$ В

Проведем повторный расчет сопротивления резистора.

Дано:

$I_2 = 0.6$ А

$U_2 = 6.6$ В

Найти:

$R_2$ - ?

Решение:

Используем ту же формулу закона Ома:

$R_2 = \frac{U_2}{I_2} = \frac{6.6 \text{ В}}{0.6 \text{ А}} = 11 \text{ Ом}$

Ответ: сопротивление резистора при другой силе тока составляет 11 Ом.

Вывод и объяснение результата:

Сравнивая результаты двух измерений ($R_1 = 11$ Ом и $R_2 = 11$ Ом), мы видим, что вычисленное значение сопротивления резистора не изменилось при изменении силы тока в цепи. Небольшие расхождения в реальном эксперименте могут быть связаны с погрешностью измерений приборов.

Этот результат подтверждает, что электрическое сопротивление проводника (в данном случае резистора) является его постоянной характеристикой. Оно зависит от материала, из которого изготовлен проводник, его длины и площади поперечного сечения, но в обычных условиях не зависит от силы тока, протекающего через него, или от напряжения на его концах. Закон Ома ($I = U/R$) показывает, что напряжение и сила тока на резисторе прямо пропорциональны друг другу, а их отношение (сопротивление $\text{R}$) остается постоянной величиной.