Вариант 1, страница 84 - гдз по физике 8 класс дидактические материалы Марон, Марон

Самостоятельные работы. СР-9. Соединение проводников - страница 84.

Условие.

Вариант 1

1. Вольтметр V1 показывает напряжение 8 В (рис. 93). Каковы показания амперметра и вольтметра V2?

Рис. 94

2. Показания амперметров А и А1 (рис. 94) соответственно равны 2,4 и 0,4 А. Определите показание вольтметра, сопротивление проводника R2 и общее сопротивление параллельно включённых проводников.

Решение.

1. Дано:

$U_1 = 8$ В

$R_1 = 6$ Ом

$R_2 = 2$ Ом

Все величины даны в системе СИ.

Найти:

$\text{I}$ - ?

$U_2$ - ?

Решение:

На рисунке 93 изображена электрическая цепь с последовательным соединением резисторов R1 и R2. При последовательном соединении сила тока во всех участках цепи одинакова. Амперметр A, включенный в цепь, измеряет общую силу тока.

Вольтметр V1 измеряет напряжение на резисторе R1. Согласно закону Ома для участка цепи, сила тока $\text{I}$ связана с напряжением $U_1$ и сопротивлением $R_1$ соотношением:

$I = \frac{U_1}{R_1}$

Подставим известные значения, чтобы найти показание амперметра А:

$I = \frac{8 \text{ В}}{6 \text{ Ом}} = \frac{4}{3} \text{ А} \approx 1,33 \text{ А}$

Так как соединение последовательное, найденная сила тока $\text{I}$ протекает и через резистор R2. Вольтметр V2 измеряет напряжение на резисторе R2. Снова используя закон Ома, найдем это напряжение:

$U_2 = I \cdot R_2 = \frac{4}{3} \text{ А} \cdot 2 \text{ Ом} = \frac{8}{3} \text{ В} \approx 2,67 \text{ В}$

Ответ: показание амперметра составляет примерно $1,33$ А, а показание вольтметра V2 — примерно $2,67$ В.

2. Дано:

$I = 2,4$ А

$I_1 = 0,4$ А

$R_1 = 6$ Ом

Все величины даны в системе СИ.

Найти:

$\text{U}$ - ?

$R_2$ - ?

$R_{общ}$ - ?

Решение:

На рисунке 94 показана схема с параллельным соединением проводников R1 и R2. При параллельном соединении напряжение на обоих проводниках одинаково. Вольтметр V, подключенный параллельно обоим проводникам, измеряет это общее напряжение $\text{U}$.

Амперметр А1 измеряет силу тока $I_1$, протекающего через проводник R1. По закону Ома для этого участка цепи мы можем найти напряжение, которое покажет вольтметр:

$U = U_1 = I_1 \cdot R_1 = 0,4 \text{ А} \cdot 6 \text{ Ом} = 2,4 \text{ В}$

Общий ток в цепи $\text{I}$, измеряемый амперметром А, при параллельном соединении равен сумме токов в ветвях: $I = I_1 + I_2$. Мы можем найти силу тока $I_2$ во второй ветви:

$I_2 = I - I_1 = 2,4 \text{ А} - 0,4 \text{ А} = 2,0 \text{ А}$

Теперь, зная ток $I_2$ через проводник R2 и напряжение на нем ($U_2 = U = 2,4$ В), мы можем найти его сопротивление:

$R_2 = \frac{U_2}{I_2} = \frac{2,4 \text{ В}}{2,0 \text{ А}} = 1,2 \text{ Ом}$

Общее сопротивление параллельного участка цепи можно найти, используя закон Ома для всего участка, то есть разделив общее напряжение $\text{U}$ на общий ток $\text{I}$:

$R_{общ} = \frac{U}{I} = \frac{2,4 \text{ В}}{2,4 \text{ А}} = 1 \text{ Ом}$

Ответ: показание вольтметра $2,4$ В, сопротивление проводника R2 равно $1,2$ Ом, общее сопротивление параллельно включённых проводников равно $\text{1}$ Ом.