Вариант 3, 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. При электросварке сила тока достигает 200 А. Какой электрический заряд проходит через поперечное сечение электрода за 5 мин?

2. Определите площадь поперечного сечения вольфрамовой нити накала электрической лампы, если длина нити 100 мм, а её сопротивление в холодном состоянии 27,5 Ом.

3. Какое напряжение нужно создать на концах проводника сопротивлением 20 Ом, чтобы в нём возникла сила тока 0,5 А?

Решение.

1. При электросварке сила тока достигает 200 А. Какой электрический заряд проходит через поперечное сечение электрода за 5 мин?

Дано:

I = 200 А

t = 5 мин

Перевод в СИ:

t = 5 мин = $5 \cdot 60$ с = 300 с

Найти:

q - ?

Решение:

Сила тока $\text{I}$ определяется как электрический заряд $\text{q}$, проходящий через поперечное сечение проводника за единицу времени $\text{t}$. Эта зависимость выражается формулой:

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

Чтобы найти электрический заряд $\text{q}$, нужно выразить его из этой формулы:

$q = I \cdot t$

Теперь подставим числовые значения в систему СИ:

$q = 200 \text{ А} \cdot 300 \text{ с} = 60000 \text{ Кл}$

Результат можно также представить в килокулонах: $60000 \text{ Кл} = 60 \text{ кКл}$.

Ответ: 60000 Кл.

2. Определите площадь поперечного сечения вольфрамовой нити накала электрической лампы, если длина нити 100 мм, а её сопротивление в холодном состоянии 27,5 Ом.

Дано:

l = 100 мм

R = 27,5 Ом

Материал: вольфрам

Перевод в СИ:

l = 100 мм = 0,1 м

Удельное сопротивление вольфрама $\rho = 0,055 \frac{\text{Ом} \cdot \text{мм}^2}{\text{м}} = 5,5 \cdot 10^{-8} \text{ Ом} \cdot \text{м}$ (справочное значение).

Найти:

S - ?

Решение:

Сопротивление проводника $\text{R}$ зависит от его длины $\text{l}$, площади поперечного сечения $\text{S}$ и удельного сопротивления материала $\rho$. Эта зависимость описывается формулой:

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

Из этой формулы выразим искомую площадь поперечного сечения $\text{S}$:

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

Подставим в формулу числовые значения в системе СИ:

$S = 5,5 \cdot 10^{-8} \text{ Ом} \cdot \text{м} \cdot \frac{0,1 \text{ м}}{27,5 \text{ Ом}} = \frac{5,5 \cdot 10^{-9}}{27,5} \text{ м}^2 = 0,2 \cdot 10^{-9} \text{ м}^2 = 2 \cdot 10^{-10} \text{ м}^2$

Для наглядности можно перевести результат в квадратные миллиметры:

$S = 2 \cdot 10^{-10} \text{ м}^2 = 0,0002 \text{ мм}^2$

Ответ: $2 \cdot 10^{-10} \text{ м}^2$ (или 0,0002 мм²).

3. Какое напряжение нужно создать на концах проводника сопротивлением 20 Ом, чтобы в нём возникла сила тока 0,5 А?

Дано:

R = 20 Ом

I = 0,5 А

Найти:

U - ?

Решение:

Для решения этой задачи воспользуемся законом Ома для участка цепи, который устанавливает связь между силой тока $\text{I}$, напряжением $\text{U}$ и сопротивлением $\text{R}$:

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

Чтобы найти напряжение $\text{U}$, выразим его из данной формулы:

$U = I \cdot R$

Подставим известные значения:

$U = 0,5 \text{ А} \cdot 20 \text{ Ом} = 10 \text{ В}$

Ответ: 10 В.