Номер 7, страница 26 - гдз по физике 8 класс дидактические материалы Марон, Марон

Тренировочные задания. Электрические явления. ТЗ-11. Сила тока. Напряжение. Сопротивление. Закон Ома для участка цепи - номер 7, страница 26.

Условие.

7. Определите по графику (рис. 17) силу тока в проводнике при напряжении 15 В. При каком напряжении сила тока равна 0,5 А? Какая физическая величина остаётся постоянной при изменении силы тока и напряжения на концах проводника? Чему равно сопротивление проводника?

Рис. 17

Решение.

Дано:

График зависимости силы тока $\text{I}$ (в Амперах) от напряжения $\text{U}$ (в Вольтах) для проводника.

$U_1 = 15 \text{ В}$

$I_2 = 0,5 \text{ А}$

Найти:

$I_1$ при $U_1=15 \text{ В}$ - ?

$U_2$ при $I_2=0,5 \text{ А}$ - ?

Постоянную физическую величину - ?

$\text{R}$ - ?

Решение:

Представленный график является вольт-амперной характеристикой проводника. Так как график представляет собой прямую линию, проходящую через начало координат, это означает, что сила тока $\text{I}$ прямо пропорциональна напряжению $\text{U}$. Эта зависимость описывается законом Ома для участка цепи:

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

где $\text{R}$ — электрическое сопротивление проводника. Из формулы следует, что сопротивление $R = \frac{U}{I}$ является постоянной величиной для данного проводника.

Найдем сопротивление проводника, используя любую точку на графике. Например, при напряжении $U = 20 \text{ В}$ сила тока $I = 2 \text{ А}$.

$R = \frac{20 \text{ В}}{2 \text{ А}} = 10 \text{ Ом}$

Теперь, зная сопротивление, ответим на вопросы задачи.

Определите по графику силу тока в проводнике при напряжении 15 В.

Используя закон Ома, найдем силу тока $I_1$ при напряжении $U_1 = 15 \text{ В}$:

$I_1 = \frac{U_1}{R} = \frac{15 \text{ В}}{10 \text{ Ом}} = 1,5 \text{ А}$

Ответ: при напряжении 15 В сила тока в проводнике равна 1,5 А.

При каком напряжении сила тока равна 0,5 А?

Выразим напряжение $U_2$ из закона Ома и подставим известные значения $I_2 = 0,5 \text{ А}$ и $R = 10 \text{ Ом}$:

$U_2 = I_2 \cdot R = 0,5 \text{ А} \cdot 10 \text{ Ом} = 5 \text{ В}$

Ответ: сила тока равна 0,5 А при напряжении 5 В.

Какая физическая величина остаётся постоянной при изменении силы тока и напряжения на концах проводника?

Как следует из линейного характера графика и закона Ома ($R = \frac{U}{I}$), при изменении силы тока и напряжения для данного проводника его электрическое сопротивление остается постоянным.

Ответ: постоянной величиной является электрическое сопротивление проводника.

Чему равно сопротивление проводника?

Сопротивление проводника было рассчитано в начале решения на основе данных из графика. Для проверки возьмем другую точку, например, $U = 10 \text{ В}$ и $I = 1 \text{ А}$:

$R = \frac{U}{I} = \frac{10 \text{ В}}{1 \text{ А}} = 10 \text{ Ом}$

Ответ: сопротивление проводника равно 10 Ом.