Номер 3, страница 50 - гдз по физике 8 класс самостоятельные и контрольные работы Марон, Марон

Глава 2. Электрические явления. Самостоятельные работы. СР-40. Электрическое сопротивление проводника. Закон Ома для участка цепи. Вариант 2 - номер 3, страница 50.

Условие.

3. На рисунке 45 изображены графики зависимости силы тока от напряжения для двух проводников. Какой из проводников обладает большим сопротивлением?

Рис. 45

Решение.

Дано:

На рисунке представлены графики зависимости силы тока $\text{I}$ от напряжения $\text{U}$ для двух проводников (I и II). Данные на осях графика представлены в единицах системы СИ (Амперы и Вольты).

Найти:

Какой из проводников обладает большим сопротивлением $\text{R}$.

Решение:

Электрическое сопротивление проводника $\text{R}$ определяется по закону Ома для участка цепи:

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

где $\text{U}$ — напряжение на концах проводника, а $\text{I}$ — сила тока в нём.

Для того чтобы сравнить сопротивления двух проводников, можно рассчитать значение сопротивления для каждого из них, взяв соответствующие значения напряжения и силы тока из графика, либо сравнить их качественным методом.

Способ 1: Расчет сопротивлений

1. Для первого проводника (график I) выберем удобную точку на графике, например, точку с координатами $U_I = 4$ В и $I_I = 4$ А. Рассчитаем его сопротивление:

$R_I = \frac{U_I}{I_I} = \frac{4 \text{ В}}{4 \text{ А}} = 1 \text{ Ом}$

2. Для второго проводника (график II) также выберем удобную точку, например, с координатами $U_{II} = 8$ В и $I_{II} = 4$ А. Рассчитаем его сопротивление:

$R_{II} = \frac{U_{II}}{I_{II}} = \frac{8 \text{ В}}{4 \text{ А}} = 2 \text{ Ом}$

3. Сравнивая полученные значения, видим, что $2 \text{ Ом} > 1 \text{ Ом}$, следовательно $R_{II} > R_I$.

Способ 2: Качественное сравнение

Из закона Ома $I = \frac{U}{R}$ следует, что при одинаковом напряжении $\text{U}$ сила тока $\text{I}$ обратно пропорциональна сопротивлению $\text{R}$. То есть, чем больше сопротивление, тем меньше ток.

Выберем на графике одинаковое для обоих проводников напряжение, например, $U = 4$ В. Проведем вертикальную линию от этой точки на оси $\text{U}$ вверх.

Для проводника I сила тока при этом напряжении будет $I_I = 4$ А.

Для проводника II сила тока будет $I_{II} = 2$ А.

Поскольку при одном и том же напряжении ток во втором проводнике меньше, чем в первом ($I_{II} < I_I$), это означает, что сопротивление второго проводника больше, чем первого ($R_{II} > R_I$).

Ответ: Проводник II обладает большим сопротивлением.