Номер 8, страница 66 - гдз по физике 8 класс тренажёр Хмельницкая

Лабораторная работа № 7. Измерение сопротивления проводника с помощью амперметра и вольтметра - номер 8, страница 66.

Решение.

8. Одну и ту же лампу включили в две разные электрические цепи, различающиеся источниками тока. Определите сопротивление лампы в первом и во втором случаях. Сравните эти показатели.

$R_1 =\_\_\_$

$R_2 =\_\_\_$

Спланируйте и проведите эксперимент по измерению сопротивления проводника при помощи амперметра и вольтметра. Сформулируйте цель работы.

Цель работы: _______.

Оборудование: источник тока, исследуемый проводник (небольшая никелиновая спираль), амперметр, вольтметр, реостат, ключ, соединительные провода.

Правила техники безопасности. На столе не должно быть никаких посторонних предметов. Внимание! Электрический ток! Изоляция проводников должна быть не нарушена. Не включайте цепь без разрешения учителя. Предохраняйте приборы от падения.

Порядок выполнения работы

1. Начертите схему цепи, изображённой на рисунке.

2. Соберите цепь по рисунку и схеме.

3. Измерьте силу тока: $I_1 =\_\_\_$

4. К концам исследуемого проводника присоедините вольтметр и измерьте напряжение: $U_1 =\_\_\_$

5. С помощью реостата измените силу тока и напряжение и снимите показания с амперметра и вольтметра:

$I_2 =\_\_\_$

$U_2 =\_\_\_$

6. Результаты измерений занесите в таблицу.

Номер опыта	Сила тока $\text{I}$, А	Напряжение $\text{U}$, В	Сопротивление $\text{R}$, Ом
1
2

7. Используя закон Ома, вычислите сопротивление проводника в первом и во втором опытах:

$R_1 =\_\_\_$

$R_2 =\_\_\_$

8. Сделайте вывод о том, зависит ли сопротивление проводника от силы тока в нём и напряжения на его концах.

Вывод: _______.

Решение.

Для решения задачи необходимо определить показания амперметра и вольтметра для каждой из двух схем, а затем, используя закон Ома для участка цепи, рассчитать сопротивление лампы в каждом случае и сравнить полученные значения.

Дано:

Для схемы 1:
Показание амперметра: $I_1 = 0,18 \text{ А}$
Показание вольтметра: $U_1 = 4,0 \text{ В}$
Для схемы 2:
Показание амперметра: $I_2 = 0,30 \text{ А}$
Показание вольтметра: $U_2 = 11,0 \text{ В}$

Найти:

$R_1$ — сопротивление лампы в первом случае.
$R_2$ — сопротивление лампы во втором случае.
Сравнить $R_1$ и $R_2$.

Решение:

1. Определим показания приборов для каждой схемы.

Схема 1:

• Амперметр: Шкала имеет предел измерения 0,4 А. Цена деления составляет $c_{A1} = \frac{0,2 \text{ А}}{10} = 0,02 \text{ А}$. Стрелка указывает на 9-е деление, следовательно, сила тока $I_1 = 9 \cdot 0,02 \text{ А} = 0,18 \text{ А}$.
• Вольтметр: Шкала имеет предел измерения 10 В. Цена деления составляет $c_{V1} = \frac{5 \text{ В}}{10} = 0,5 \text{ В}$. Стрелка указывает на 8-е деление, следовательно, напряжение $U_1 = 8 \cdot 0,5 \text{ В} = 4,0 \text{ В}$.

Схема 2:

• Амперметр: Шкала имеет предел измерения 1,5 А. Цена деления составляет $c_{A2} = \frac{0,5 \text{ А}}{10} = 0,05 \text{ А}$. Стрелка указывает на 6-е деление, следовательно, сила тока $I_2 = 6 \cdot 0,05 \text{ А} = 0,30 \text{ А}$.
• Вольтметр: Шкала имеет предел измерения 15 В. Цена деления составляет $c_{V2} = \frac{5 \text{ В}}{10} = 0,5 \text{ В}$. Стрелка указывает на 2-е деление после отметки 10 В, следовательно, напряжение $U_2 = 10 \text{ В} + 2 \cdot 0,5 \text{ В} = 11,0 \text{ В}$.

2. Рассчитаем сопротивление лампы для каждого случая по закону Ома для участка цепи: $R = \frac{U}{I}$.

$R_1$ =

Для первого случая сопротивление лампы равно: $R_1 = \frac{U_1}{I_1} = \frac{4,0 \text{ В}}{0,18 \text{ А}} \approx 22,2 \text{ Ом}$.

Ответ: $R_1 \approx 22,2 \text{ Ом}$.

$R_2$ =

Для второго случая сопротивление лампы равно: $R_2 = \frac{U_2}{I_2} = \frac{11,0 \text{ В}}{0,30 \text{ А}} \approx 36,7 \text{ Ом}$.

Ответ: $R_2 \approx 36,7 \text{ Ом}$.

Сравнение показателей:

Сравнивая полученные значения, видим, что $R_2 > R_1$ ($36,7 \text{ Ом} > 22,2 \text{ Ом}$).
Это означает, что сопротивление лампы не является постоянной величиной. Оно зависит от температуры нити накала. Во втором случае через лампу протекает больший ток ($I_2 > I_1$), и на ней большее напряжение ($U_2 > U_1$), что приводит к выделению большей мощности и, как следствие, к более сильному нагреву нити. Сопротивление металлов (в данном случае вольфрамовой нити) увеличивается с ростом температуры.

Ответ: Сопротивление лампы во втором случае больше, чем в первом ($R_2 > R_1$).