Номер 44, страница 66, часть 2 - гдз по физике 8 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 2. Глава III. Электрические явления. Параграф 17. Сила тока и напряжение - номер 44, страница 66.

Условие.

44. Соберите электрическую цепь, состоящую из батарейки, двух лампочек, соединительных проводов и ключа. Придумайте, как изготовить патроны для лампочек и ключ. Соберите цепь с одной лампочкой, потом — с параллельно соединёнными лампочками, а затем — с последовательно соединёнными. Опишите свои опыты и проиллюстрируйте их фотографиями.

Решение.

Решение

Это практическое задание, которое включает в себя изготовление компонентов электрической цепи и сборку трех различных схем. Ниже представлено пошаговое руководство по выполнению задания с описанием ожидаемых результатов и схематическими иллюстрациями, которые в реальном эксперименте следует заменить фотографиями.

Необходимые материалы:
* Источник питания (батарейка, например, плоская на 4,5 В или типа "Крона" на 9 В).
* Две одинаковые лампочки накаливания (например, от карманного фонарика, рассчитанные на напряжение 3,5 В).
* Соединительные провода с зачищенными концами.
* Материалы для самодельных компонентов: плотный картон, алюминиевая фольга, канцелярские кнопки (4 шт.), одна большая металлическая скрепка, небольшой деревянный брусок или кусок картона для основания ключа.

Придумайте, как изготовить патроны для лампочек и ключ

Патрон для лампочки:
Патрон можно изготовить из куска плотного картона. В центре картона вырезается круглое отверстие, в которое плотно вкручивается резьбовой цоколь лампочки. Для создания контактов используется алюминиевая фольга и канцелярская кнопка. Полоска фольги приклеивается к картону так, чтобы она касалась боковой части цоколя — это будет один контакт. Второй контакт делается с помощью канцелярской кнопки, которую нужно воткнуть в картон с обратной стороны так, чтобы ее острие коснулось центрального контакта на донышке цоколя лампочки. Провода подключаются к полоске фольги и к кнопке.

Ключ (выключатель):
Простейший ключ можно сделать из небольшого деревянного бруска (или плотного картона), двух канцелярских кнопок и металлической скрепки. В брусок на небольшом расстоянии друг от друга втыкаются две кнопки. Под шляпку одной из кнопок подкладывается и закрепляется скрепка так, чтобы она могла свободно поворачиваться. Эта скрепка будет служить подвижным контактом. Провода цепи подключаются к двум кнопкам. Когда свободный конец скрепки касается второй кнопки, цепь замкнута, и ток идет. Когда скрепка отведена в сторону, цепь разомкнута.

Соберите цепь с одной лампочкой

Для сборки этой цепи необходимо последовательно соединить проводами один полюс источника тока, самодельный ключ, лампочку в самодельном патроне и второй полюс источника тока. При замыкании ключа (когда скрепка касается обеих кнопок), электрическая цепь становится замкнутой, и по ней начинает течь ток. Нить накала в лампочке разогревается и начинает светиться. Наблюдается яркое свечение лампочки.

Ответ: При сборке простейшей цепи, состоящей из источника тока, ключа и одной лампочки, при замыкании ключа лампочка загорается ярким светом.

Соберите цепь с параллельно соединёнными лампочками

При параллельном соединении ток от источника разветвляется и проходит через каждую лампочку по отдельности. Для сборки такой цепи нужно подключить обе лампочки к одним и тем же двум точкам цепи (к выходам ключа и к полюсу батарейки). При замыкании ключа обе лампочки загораются. Их яркость практически такая же, как у одной лампочки в первом опыте, так как напряжение на каждой из них равно напряжению источника тока ($U_{общ} = U_1 = U_2$). Если выкрутить одну из лампочек, вторая продолжит гореть, так как ее цепь останется замкнутой. Общий ток в цепи увеличится по сравнению с первым опытом, так как общее сопротивление уменьшается ($ \frac{1}{R_{общ}} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} $).

Ответ: При параллельном соединении обе лампочки горят ярко, с яркостью, сравнимой с яркостью одной лампочки в первой схеме. Если одна из них перегорит (или ее выкрутить), вторая продолжит работать.

Соберите цепь с последовательно соединёнными лампочками

При последовательном соединении все элементы цепи включаются друг за другом, образуя один неразрывный контур. Для сборки нужно соединить полюс батарейки с ключом, ключ с первой лампочкой, первую лампочку со второй, а вторую лампочку — с другим полюсом батарейки. При замыкании ключа обе лампочки загораются, но их свет значительно тусклее, чем в предыдущих опытах. Это связано с тем, что напряжение источника тока делится между лампочками ($U_{общ} = U_1 + U_2$), и на каждую приходится примерно половина напряжения. Общее сопротивление цепи возрастает ($R_{общ} = R_1 + R_2$), что приводит к уменьшению силы тока в цепи. Если выкрутить одну из лампочек, цепь разорвется, и вторая лампочка тоже погаснет.

Ответ: При последовательном соединении обе лампочки горят тускло, так как напряжение источника делится между ними. Если одна лампочка перегорит (или ее выкрутить), вся цепь разрывается, и вторая лампочка тоже гаснет.