Номер 33, страница 87, часть 2 - гдз по физике 8 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 2. Глава III. Электрические явления. Параграф 19. Применение закона Ома к последовательному соединению проводников - номер 33, страница 87.

Условие.

33. Чему равно сопротивление участка цепи, состоящего из лампочки, реостата и медного провода сечением $0,17 \text{ мм}^2$ и длиной $40 \text{ м}$, соединённых последовательно, если сопротивление лампочки $9 \text{ Ом}$, а реостата — $12 \text{ Ом}$? Чему равно напряжение на этом участке, если сила тока в цепи $0,5 \text{ А}$?

Решение.

Дано:

Сопротивление лампочки: $R_л = 9 \, Ом$

Сопротивление реостата: $R_р = 12 \, Ом$

Длина медного провода: $l = 40 \, м$

Площадь поперечного сечения провода: $S = 0,17 \, мм^2$

Сила тока в цепи: $I = 0,5 \, А$

Удельное сопротивление меди (справочное значение): $\rho = 0,017 \, \frac{Ом \cdot мм^2}{м}$

$S = 0,17 \, мм^2 = 0,17 \cdot 10^{-6} \, м^2$

Найти:

Общее сопротивление участка цепи $R_{общ} - ?$

Напряжение на участке цепи $U - ?$

Решение:

Чему равно сопротивление участка цепи

Участок цепи состоит из лампочки, реостата и медного провода, соединенных последовательно. Общее сопротивление $R_{общ}$ при последовательном соединении равно сумме сопротивлений всех элементов:

$R_{общ} = R_л + R_р + R_п$

Сопротивления лампочки $R_л$ и реостата $R_р$ известны. Необходимо найти сопротивление медного провода $R_п$. Его можно рассчитать по формуле:

$R_п = \rho \frac{l}{S}$

где $\rho$ — удельное сопротивление меди, $\text{l}$ — длина провода, $\text{S}$ — площадь его поперечного сечения.

Подставим числовые значения в формулу для сопротивления провода:

$R_п = 0,017 \, \frac{Ом \cdot мм^2}{м} \cdot \frac{40 \, м}{0,17 \, мм^2} = \frac{0,017 \cdot 40}{0,17} \, Ом = 4 \, Ом$

Теперь, зная сопротивления всех элементов, найдем общее сопротивление участка цепи:

$R_{общ} = 9 \, Ом + 12 \, Ом + 4 \, Ом = 25 \, Ом$

Ответ: Сопротивление участка цепи равно 25 Ом.

Чему равно напряжение на этом участке, если сила тока в цепи 0,5 А?

Напряжение на участке цепи $\text{U}$ можно найти, используя закон Ома для участка цепи:

$U = I \cdot R_{общ}$

где $\text{I}$ — сила тока в цепи, а $R_{общ}$ — общее сопротивление участка, которое мы уже вычислили.

Подставим известные значения:

$U = 0,5 \, А \cdot 25 \, Ом = 12,5 \, В$

Ответ: Напряжение на этом участке равно 12,5 В.