Номер 2, страница 149 - гдз по физике 8 класс учебник Пёрышкин, Иванов

2. Объясните по рисунку 95, a, как устроен ползунковый реостат. Каково условное обозначение реостата на схеме?

1. Решение:

Реостат – это электрический прибор, который используется для плавного изменения сопротивления в цепи. Его основное назначение – регулирование силы тока. Согласно закону Ома для участка цепи, сила тока $I$ обратно пропорциональна сопротивлению $R$ при постоянном напряжении $U$ на этом участке: $I = U/R$. Изменяя сопротивление реостата, который включен в цепь, мы изменяем общее сопротивление цепи. Это позволяет плавно регулировать силу тока: при увеличении сопротивления реостата сила тока в цепи уменьшается, а при уменьшении сопротивления – увеличивается.

Ответ: Назначение реостата в электрической цепи — это плавное регулирование (изменение) силы тока.

2. Решение:

Ползунковый реостат представляет собой устройство, состоящее из следующих основных частей:

• Диэлектрический (обычно керамический) цилиндр-основание.
• Проволока с высоким удельным сопротивлением (например, нихромовая или константановая), которая плотно намотана на этот цилиндр.
• Металлический стержень, расположенный параллельно оси цилиндра.
• Подвижный контакт (ползунок), который может перемещаться вдоль стержня. Этот ползунок имеет контакт, который скользит по виткам обмотки.
• Клеммы для подключения в цепь. Обычно их три: две на концах обмотки и одна, соединенная с ползунком.

Принцип действия основан на изменении длины проводника, через который проходит ток. Ток входит через одну из крайних клемм, проходит по части витков обмотки до места касания ползунка и выходит через клемму ползунка. Перемещая ползунок, мы изменяем длину $l$ активной части проволоки, а значит, и ее сопротивление, согласно формуле $R = \rho \frac{l}{S}$.

Условное обозначение реостата на электрических схемах — это прямоугольник (как у постоянного резистора), который пересекается по диагонали стрелкой, либо к которому подведена стрелка, символизирующая подвижный контакт.

Ответ: Ползунковый реостат устроен как проволочная обмотка на диэлектрическом каркасе с подвижным контактом (ползунком), который, перемещаясь, изменяет длину участка проволоки, включенного в цепь, и тем самым регулирует сопротивление. Условное обозначение на схеме — прямоугольник со стрелкой.

3. Решение:

Сопротивление проводника рассчитывается по формуле $R = \rho \frac{l}{S}$, где $\rho$ – удельное сопротивление материала, $l$ – длина проводника, а $S$ – площадь его поперечного сечения. Чтобы реостат мог обеспечивать большое сопротивление и его изменение в широких пределах, необходимо, чтобы его обмотка обладала значительным собственным сопротивлением.

Если использовать проволоку из материала с малым удельным сопротивлением $\rho$ (например, из меди), то для получения большого сопротивления $R$ пришлось бы использовать очень длинную проволоку (большое $l$), что сделало бы прибор очень громоздким. Другой вариант — использовать очень тонкую проволоку (малое $S$), но такая проволока была бы непрочной и легко перегорала бы при прохождении тока из-за выделения большого количества теплоты.

Поэтому для изготовления реостатов применяют проволоку из специальных сплавов (например, нихром, константан, манганин) с высоким удельным сопротивлением $\rho$. Это позволяет получить необходимое большое сопротивление при относительно небольшой длине и достаточной толщине проволоки, что обеспечивает компактность, прочность и надежность прибора.

Ответ: Реостаты изготавливают из проволоки с большим удельным сопротивлением, чтобы получить значительное сопротивление при компактных размерах прибора (небольшой длине проволоки) и достаточной ее толщине, способной выдержать ток, не перегреваясь.