Вариант 2, страница 81 - гдз по физике 8 класс дидактические материалы Марон, Марон

Самостоятельные работы. СР-8. Сила тока. Напряжение. Сопротивление. Закон Ома для участка цепи - страница 81.

Условие.

Вариант 3

1. Определите силу тока в электрической лампе, если через неё за 5 мин проходит электрический заряд 150 Кл.

2. Сколько метров никелиновой проволоки площадью поперечного сечения $0,1 \text{ мм}^2$ потребуется для изготовления реостата с сопротивлением $180 \text{ Ом}$?

3. На цоколе электрической лампы написано: «$3,5 \text{ В}$; $0,28 \text{ А}$». Найдите сопротивление спирали лампы.

Решение.

1. Определите силу тока в электрической лампе, если через неё за 5 мин проходит электрический заряд 150 Кл.

Дано:

электрический заряд, $q = 150$ Кл

время, $t = 5$ мин

Перевод в систему СИ:

Время $\text{t}$ необходимо перевести из минут в секунды:

$t = 5 \text{ мин} = 5 \cdot 60 \text{ с} = 300 \text{ с}$

Найти:

силу тока, $\text{I}$

Решение:

Сила тока $\text{I}$ — это физическая величина, равная отношению электрического заряда $\text{q}$, прошедшего через поперечное сечение проводника, ко времени его прохождения $\text{t}$.

Формула для нахождения силы тока:

$I = \frac{q}{t}$

Подставим в формулу числовые значения из условия задачи:

$I = \frac{150 \text{ Кл}}{300 \text{ с}} = 0,5 \text{ А}$

Ответ: сила тока в электрической лампе равна 0,5 А.

2. Сколько метров никелиновой проволоки площадью поперечного сечения 0,1 мм² потребуется для изготовления реостата с сопротивлением 180 Ом?

Дано:

площадь поперечного сечения, $S = 0,1$ мм²

сопротивление, $R = 180$ Ом

материал — никелин

Перевод в систему СИ:

В данном случае для удобства вычислений можно использовать внесистемные единицы для удельного сопротивления ($\frac{\text{Ом} \cdot \text{мм}^2}{\text{м}}$) и площади сечения (мм²). Удельное сопротивление никелина $\rho = 0,4 \frac{\text{Ом} \cdot \text{мм}^2}{\text{м}}$. Если переводить все величины в СИ, то:

$S = 0,1 \text{ мм}^2 = 0,1 \cdot (10^{-3} \text{ м})^2 = 0,1 \cdot 10^{-6} \text{ м}^2 = 10^{-7} \text{ м}^2$

$\rho = 0,4 \frac{\text{Ом} \cdot \text{мм}^2}{\text{м}} = 0,4 \cdot 10^{-6} \text{ Ом} \cdot \text{м}$

Найти:

длину проволоки, $\text{l}$

Решение:

Сопротивление проводника $\text{R}$ вычисляется по формуле:

$R = \rho \frac{l}{S}$

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

Из этой формулы выразим длину проволоки $\text{l}$:

$l = \frac{R \cdot S}{\rho}$

Подставим числовые значения (используя внесистемные единицы для удобства):

$l = \frac{180 \text{ Ом} \cdot 0,1 \text{ мм}^2}{0,4 \frac{\text{Ом} \cdot \text{мм}^2}{\text{м}}} = \frac{18}{0,4} \text{ м} = 45 \text{ м}$

Ответ: потребуется 45 метров никелиновой проволоки.

3. На цоколе электрической лампы написано: «3,5 В; 0,28 А». Найдите сопротивление спирали лампы.

Дано:

напряжение, $U = 3,5$ В

сила тока, $I = 0,28$ А

Найти:

сопротивление, $\text{R}$

Решение:

Для нахождения сопротивления воспользуемся законом Ома для участка цепи, который связывает напряжение $\text{U}$, силу тока $\text{I}$ и сопротивление $\text{R}$:

$I = \frac{U}{R}$

Выразим из этой формулы сопротивление $\text{R}$:

$R = \frac{U}{I}$

Подставим значения напряжения и силы тока, указанные на цоколе лампы:

$R = \frac{3,5 \text{ В}}{0,28 \text{ А}} = 12,5 \text{ Ом}$

Ответ: сопротивление спирали лампы равно 12,5 Ом.