Номер 3, страница 168, часть 2 - гдз по физике 8 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 2. Лабораторные работы - номер 3, страница 168.

Условие.

3. Сборка электрической цепи. Измерение силы тока и напряжения

Цель работы: собрать простейшую электрическую цепь, измерить силу тока и напряжение на участке цепи.

Оборудование: источник тока, ключ, лампочка накаливания на подставке, амперметр, вольтметр (или цифровые датчики тока и напряжения), соединительные провода.

Подготовка к работе

Прочитайте описание работы и повторите § 16, п. 3, § 17, п. 1, 2.

Содержание работы

В данной работе сначала собирают электрическую цепь, содержащую источник тока, ключ, электрическую лампочку и соединительные провода. Затем амперметром измеряют силу тока в лампочке, а вольтметром — напряжение на ней.

Ход работы

1. Сборка электрической цепи.

• Начертите схему электрической цепи, содержащей источник тока, ключ, лампочку и соединительные провода.

• Соберите цепь по этой схеме (при сборке цепи ключ должен быть разомкнут!).

2. Измерение силы тока в лампочке.

• Запишите цену деления и верхний предел измерения амперметра.

• Начертите схему включения амперметра для измерения силы тока в лампочке.

• Соберите цепь так, чтобы клемма амперметра со знаком «+» была соединена проводом с положительным полюсом источника тока.

• После проверки цепи учителем замкните ключ и измерьте силу тока в лампочке. Запишите результат и отложите его на числовой оси (и то и другое с указанием погрешности).

3. Измерение напряжения на лампочке.

• Запишите цену деления и верхний предел измерения вольтметра.

• Начертите схему включения вольтметра для измерения напряжения на лампочке.

• Соберите цепь так, чтобы клемма вольтметра со знаком «+» была соединена проводом с положительным полюсом источника тока.

• После проверки цепи учителем замкните ключ и измерьте напряжение на лампочке. Запишите результат и отложите его на числовой оси (и то и другое с указанием погрешности).

Решение.

Цель работы:

Собрать простейшую электрическую цепь и измерить силу тока и напряжение на участке цепи (на лампочке).

Оборудование:

Источник тока, ключ, лампочка накаливания на подставке, амперметр, вольтметр, соединительные провода.

Ход работы

1. Сборка электрической цепи.

Сначала чертим схему простейшей электрической цепи, содержащей последовательно соединенные источник тока, ключ и лампочку.

Затем собираем реальную электрическую цепь по начерченной схеме, при этом ключ оставляем в разомкнутом состоянии.

Ответ: Электрическая цепь собрана согласно схеме.

2. Измерение силы тока в лампочке.

Определяем цену деления и верхний предел измерения амперметра. Для примера возьмем школьный амперметр с верхним пределом измерения $I_{max} = 2$ А. Пусть между оцифрованными делениями «0» и «0,5» находится 10 делений. Тогда цена деления амперметра $C_I$ равна:
$C_I = \frac{0.5 \text{ А} - 0 \text{ А}}{10 \text{ дел.}} = 0.05$ А/дел.
Абсолютная погрешность измерения $\Delta I$ равна половине цены деления: $\Delta I = \frac{C_I}{2} = \frac{0.05 \text{ А}}{2} = 0.025$ А.

Чертим схему подключения амперметра для измерения силы тока в лампочке. Амперметр включается в цепь последовательно с лампой.

Собираем цепь по схеме, следя за тем, чтобы клемма амперметра со знаком «+» была соединена с проводом, идущим от положительного полюса источника тока.

После проверки цепи учителем замыкаем ключ. Допустим, стрелка амперметра установилась на 8-м делении после отметки «0». Сила тока $\text{I}$ равна:
$I = 8 \text{ дел.} \cdot C_I = 8 \cdot 0.05 \text{ А} = 0.4$ А.
Запишем результат измерения с учетом погрешности: $I = (0.400 \pm 0.025)$ А.
Отложим результат на числовой оси:

Ответ: Цена деления амперметра $C_I = 0.05$ А, верхний предел измерения $I_{max} = 2$ А. Измеренная сила тока в лампочке $I = (0.400 \pm 0.025)$ А.

3. Измерение напряжения на лампочке.

Определяем цену деления и верхний предел измерения вольтметра. Для примера возьмем школьный вольтметр с верхним пределом измерения $U_{max} = 6$ В. Пусть между оцифрованными делениями «0» и «2» находится 10 делений. Тогда цена деления вольтметра $C_U$ равна:
$C_U = \frac{2 \text{ В} - 0 \text{ В}}{10 \text{ дел.}} = 0.2$ В/дел.
Абсолютная погрешность измерения $\Delta U$ равна половине цены деления: $\Delta U = \frac{C_U}{2} = \frac{0.2 \text{ В}}{2} = 0.1$ В.

Чертим схему подключения вольтметра для измерения напряжения на лампочке. Вольтметр подключается параллельно к тому участку цепи, на котором измеряется напряжение (в данном случае, к лампочке).

Собираем цепь, следя за тем, чтобы клемма вольтметра со знаком «+» была соединена с точкой цепи, имеющей более высокий потенциал (ближе к «+» источника тока).

После проверки цепи учителем замыкаем ключ. Допустим, стрелка вольтметра установилась на 22-м делении после отметки «0». Напряжение $\text{U}$ равно:
$U = 22 \text{ дел.} \cdot C_U = 22 \cdot 0.2 \text{ В} = 4.4$ В.
Запишем результат измерения с учетом погрешности: $U = (4.4 \pm 0.1)$ В.
Отложим результат на числовой оси:

Ответ: Цена деления вольтметра $C_U = 0.2$ В, верхний предел измерения $U_{max} = 6$ В. Измеренное напряжение на лампочке $U = (4.4 \pm 0.1)$ В.