Номер 2, страница 49 - гдз по физике 8 класс самостоятельные и контрольные работы Марон, Марон

Глава 2. Электрические явления. Самостоятельные работы. СР-39. Электрическое напряжение. Измерение напряжения. Вариант 2 - номер 2, страница 49.

Условие.

2. На рисунке 42 изображены две электрические цепи. На рисунке 42, а источником тока является батарейка, на рисунке 42, б — городская осветительная сеть. Объясните, почему при одинаковой силе тока в цепи яркость горения лампочек различна.

Рис. 42

Решение.

Решение

Яркость свечения лампочки напрямую зависит от мощности электрического тока, которая на ней выделяется. Мощность тока $\text{P}$ вычисляется по формуле:
$P = U \cdot I$
где $\text{U}$ – это напряжение источника тока, а $\text{I}$ – сила тока в цепи.

Из условия задачи и показаний амперметров на рисунках следует, что сила тока $\text{I}$ в обеих цепях одинакова. Однако, источники тока в этих цепях имеют разное напряжение:

1. В цепи на рисунке а) источником тока является батарейка. Напряжение такой батарейки невелико (например, 4,5 В).

2. В цепи на рисунке б) источником тока является городская осветительная сеть. Напряжение в бытовой сети значительно выше (стандартное значение – 220 В).

Таким образом, напряжение в цепи «б» ($U_б$) намного больше напряжения в цепи «а» ($U_а$): $U_б \gg U_а$.

Поскольку сила тока $\text{I}$ в обеих цепях одинакова, а напряжение $\text{U}$ разное, то и мощность, выделяемая на лампочках, будет различной:
Мощность в первой цепи: $P_а = U_а \cdot I$
Мощность во второй цепи: $P_б = U_б \cdot I$
Так как $U_б \gg U_а$, следовательно, и $P_б \gg P_а$.

Чем больше мощность, выделяемая на лампочке, тем ярче она горит. Поэтому лампочка в цепи «б» горит значительно ярче, чем в цепи «а».

Ответ: При одинаковой силе тока яркость горения лампочек различна из-за разного напряжения источников тока. В городской осветительной сети напряжение значительно выше, чем у батарейки. Согласно формуле мощности $P = U \cdot I$, при большей величине напряжения $\text{U}$ выделяется и большая мощность $\text{P}$, что приводит к более яркому свечению лампочки.