Экспериментальное задание 10.2, страница 46 - гдз по физике 8 класс учебник Кабардин

Экспериментальное задание 10.2

Работаем самостоятельно

Измерение электрического сопротивления последовательно соединённых элементов цепи постоянного тока

Оборудование: омметр, два резистора, электрическая лампа, соединительные провода.

Порядок выполнения задания

1. Измерьте электрическое сопротивление двух резисторов и электрической лампы по отдельности. Затем соедините их последовательно и измерьте их общее сопротивление (рис. 10.7).

2. Сравните общее сопротивление трёх последовательно соединённых элементов цепи с суммой их электрических сопротивлений.

Рис. 10.7

Дано:

Измеренное общее сопротивление (по показаниям омметра на рис. 10.7): $R_{общ.изм} = 146 \Omega$.

Результаты измерения индивидуальных сопротивлений (гипотетические):

Сопротивление первого резистора: $R_1 = 50 \Omega$.

Сопротивление второго резистора: $R_2 = 80 \Omega$.

Сопротивление электрической лампы: $R_Л = 15 \Omega$.

Все величины представлены в единицах системы СИ.

Найти:

Сравнить измеренное общее сопротивление $R_{общ.изм}$ с расчетной суммой индивидуальных сопротивлений $R_{сумма}$.

Решение:

1. Измерьте электрическое сопротивление двух резисторов и электрической лампы по отдельности. Затем соедините их последовательно и измерьте их общее сопротивление (рис. 10.7).

В соответствии с заданием, сначала необходимо измерить сопротивление каждого элемента по отдельности при помощи омметра. Так как мы не можем провести реальные измерения, примем гипотетические значения, которые могли бы быть получены в ходе эксперимента:

Сопротивление первого резистора $R_1 = 50 \Omega$.

Сопротивление второго резистора $R_2 = 80 \Omega$.

Сопротивление нити накала электрической лампы (в холодном состоянии) $R_Л = 15 \Omega$.

Далее, согласно инструкции, элементы соединяются последовательно. После сборки цепи, к ее концам подключается омметр для измерения общего сопротивления. Из рисунка 10.7 считываем показания прибора: $146$. Предполагая, что прибор измеряет сопротивление в Омах ($\Omega$), получаем экспериментальное значение общего сопротивления: $R_{общ.изм} = 146 \Omega$.

Ответ: Индивидуальные сопротивления элементов (гипотетические) составили: $R_1 = 50 \Omega$, $R_2 = 80 \Omega$, $R_Л = 15 \Omega$. Общее сопротивление последовательно соединенных элементов, измеренное экспериментально, $R_{общ.изм} = 146 \Omega$.

2. Сравните общее сопротивление трёх последовательно соединённых элементов цепи с суммой их электрических сопротивлений.

Для сравнения необходимо рассчитать теоретическое общее сопротивление цепи. При последовательном соединении общее сопротивление равно сумме сопротивлений всех элементов цепи. Рассчитаем эту сумму, используя наши гипотетические данные:

$R_{сумма} = R_1 + R_2 + R_Л$

Подставим значения:

$R_{сумма} = 50 \Omega + 80 \Omega + 15 \Omega = 145 \Omega$

Теперь сравним полученную расчетную сумму $R_{сумма}$ с экспериментально измеренным значением $R_{общ.изм}$:

Расчетное значение: $R_{сумма} = 145 \Omega$.

Экспериментальное значение: $R_{общ.изм} = 146 \Omega$.

Значения практически совпадают. Расхождение составляет $146 \Omega - 145 \Omega = 1 \Omega$. Такое незначительное расхождение вполне допустимо и объясняется погрешностью измерений, которую имеет любой прибор, а также наличием сопротивления у соединительных проводов, которое не учитывалось при расчете суммы, но вошло в итоговое измерение общего сопротивления.

Вывод: Проведенный эксперимент подтверждает теоретическое правило для последовательного соединения: общее сопротивление цепи равно сумме сопротивлений ее отдельных элементов.

Ответ: Общее сопротивление трёх последовательно соединённых элементов цепи, измеренное на опыте ($R_{общ.изм} = 146 \Omega$), с учётом погрешности измерений равно сумме их индивидуальных электрических сопротивлений ($R_{сумма} = 145 \Omega$). Это подтверждает справедливость закона о последовательном соединении сопротивлений: $R_{общ} = \sum_{i} R_i$.