Экспериментальное задание 12.1, страница 52 - гдз по физике 8 класс учебник Кабардин

Экспериментальное задание 12.1

Работаем самостоятельно

Измерение работы и мощности электрического тока

Оборудование: источник постоянного тока напряжением 4 В, вольтметр, амперметр, секундомер или часы, электрическая лампа, ключ.

Измерьте мощность электрического тока на электрической лампе при её подключении к источнику тока и вычислите работу тока за 1 ч.

Порядок выполнения задания

1. Соберите электрическую цепь по схеме, изображённой на рисунке 12.1.

2. Измерьте силу тока в цепи и напряжение на лампе. Вычислите мощность тока на лампе и работу тока за 1 ч. Результаты измерений и вычислений запишите в таблицу.

Рис. 12.1

Таблица 12.1

$I, \text{А} \quad U, \text{В} \quad N, \text{Вт} \quad t, \text{с} \quad A, \text{Дж}$

1. Соберите электрическую цепь по схеме, изображённой на рисунке 12.1.

Для выполнения этого пункта необходимо собрать электрическую цепь, последовательно соединив источник постоянного тока, ключ, амперметр и электрическую лампу. Амперметр включается в цепь последовательно с лампой, чтобы измерить силу тока, протекающего через неё. Вольтметр подключается параллельно к выводам электрической лампы для измерения падения напряжения на ней. Важно строго соблюдать полярность подключения измерительных приборов: положительная клемма («+») амперметра и вольтметра соединяется с проводом, идущим от положительного полюса источника тока, а отрицательная клемма («-») — с проводом, идущим к отрицательному полюсу.2. Измерьте силу тока в цепи и напряжение на лампе. Вычислите мощность тока на лампе и работу тока за 1 ч. Результаты измерений и вычислений запишите в таблицу.

Поскольку это экспериментальное задание, для его точного выполнения необходимо провести реальные измерения с помощью указанного оборудования. В данном решении мы выполним расчётную часть, используя гипотетические, но физически правдоподобные данные, которые могли бы быть получены в ходе такого эксперимента.

Предположим, что после сборки цепи и замыкания ключа измерительные приборы показали следующие значения:

• Сила тока, измеренная амперметром: $I = 0.35$ А.
• Напряжение на лампе, измеренное вольтметром: $U = 3.8$ В.

На основе этих "измеренных" данных проведем дальнейшие вычисления.

Дано:

$I = 0.35$ А

$U = 3.8$ В

$t = 1$ ч

Перевод данных в систему СИ:

Время $\text{t}$ необходимо выразить в секундах. В одном часе 3600 секунд.

$t = 1 \text{ ч} = 3600 \text{ с}$.

Найти:

$N - ?$

$A - ?$

Решение:

Сначала вычислим мощность электрического тока ($\text{N}$) на лампе. Мощность равна произведению напряжения на силу тока.

Формула для расчёта мощности: $N = U \cdot I$.

Подставляем наши гипотетические измеренные значения:

$N = 3.8 \text{ В} \cdot 0.35 \text{ А} = 1.33 \text{ Вт}$.

Теперь вычислим работу электрического тока ($\text{A}$), совершённую за время $t = 1$ час. Работа тока равна произведению мощности на время.

Формула для расчёта работы: $A = N \cdot t$.

Подставляем вычисленную мощность и время в секундах:

$A = 1.33 \text{ Вт} \cdot 3600 \text{ с} = 4788 \text{ Дж}$.

Занесём все результаты измерений и вычислений в таблицу 12.1.

Ответ: на основании гипотетических измерений ($I = 0.35$ А, $U = 3.8$ В) вычислены: мощность электрического тока на лампе $N = 1.33$ Вт; работа тока за 1 час $A = 4788$ Дж.