Вариант 5, страница 82 - гдз по физике 8 класс дидактические материалы Марон, Марон

Самостоятельные работы. СР-8. Сила тока. Напряжение. Сопротивление. Закон Ома для участка цепи - страница 82.

Условие.

Вариант 5

1. Сила тока в утюге $0,3 \, \text{А}$. Какой электрический заряд пройдёт через его спираль за $10 \, \text{мин}$?

2. Каково сопротивление алюминиевого провода длиной $1,8 \, \text{км}$ и площадью поперечного сечения $10 \, \text{мм}^2$?

3. Определите напряжение на клеммах амперметра, сила тока в котором $6,2 \, \text{А}$, если сопротивление амперметра $0,0012 \, \text{Ом}$.

Решение.

1. Дано
Сила тока $I = 0,3 \, \text{А}$
Время $t = 10 \, \text{мин}$

$t = 10 \cdot 60 \, \text{с} = 600 \, \text{с}$

Найти:

Электрический заряд $\text{q}$

Решение

Сила тока по определению — это скорость прохождения электрического заряда через поперечное сечение проводника. Она связана с зарядом и временем следующей формулой:
$I = \frac{q}{t}$
Отсюда можно выразить электрический заряд $\text{q}$:
$q = I \cdot t$
Подставим в формулу числовые значения из условия задачи:
$q = 0,3 \, \text{А} \cdot 600 \, \text{с} = 180 \, \text{Кл}$

Ответ: через спираль утюга за 10 минут пройдёт электрический заряд, равный 180 Кл.

2. Дано
Длина провода $L = 1,8 \, \text{км}$
Площадь поперечного сечения $S = 10 \, \text{мм}^2$
Материал провода - алюминий

$L = 1,8 \cdot 1000 \, \text{м} = 1800 \, \text{м}$
$S = 10 \, \text{мм}^2 = 10 \cdot (10^{-3} \, \text{м})^2 = 10 \cdot 10^{-6} \, \text{м}^2 = 10^{-5} \, \text{м}^2$

Найти:

Сопротивление провода $\text{R}$

Решение

Сопротивление проводника зависит от его геометрических размеров (длины и площади поперечного сечения) и от материала, из которого он сделан. Формула для расчёта сопротивления:
$R = \rho \frac{L}{S}$
где $\rho$ — удельное электрическое сопротивление материала. Для алюминия это табличное значение, которое составляет $\rho_{Al} \approx 2,8 \cdot 10^{-8} \, \text{Ом} \cdot \text{м}$.
Подставим все значения в формулу:
$R = 2,8 \cdot 10^{-8} \, \text{Ом} \cdot \text{м} \cdot \frac{1800 \, \text{м}}{10^{-5} \, \text{м}^2} = 2,8 \cdot 1800 \cdot 10^{-8 - (-5)} \, \text{Ом} = 5040 \cdot 10^{-3} \, \text{Ом} = 5,04 \, \text{Ом}$

Ответ: сопротивление алюминиевого провода составляет 5,04 Ом.

3. Дано
Сила тока $I = 6,2 \, \text{А}$
Сопротивление амперметра $R = 0,0012 \, \text{Ом}$

Найти:

Напряжение $\text{U}$

Решение

Напряжение на клеммах амперметра (или на любом другом участке цепи) можно определить с помощью закона Ома. Закон Ома для участка цепи устанавливает связь между напряжением $\text{U}$, силой тока $\text{I}$ и сопротивлением $\text{R}$:
$U = I \cdot R$
Подставим известные значения в эту формулу:
$U = 6,2 \, \text{А} \cdot 0,0012 \, \text{Ом} = 0,00744 \, \text{В}$

Ответ: напряжение на клеммах амперметра равно 0,00744 В.