Лабораторная работа 5, страница 231 - гдз по физике 8 класс учебник Пёрышкин, Иванов

№ 5 СБОРКА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ И ИЗМЕРЕНИЕ СИЛЫ ТОКА В ЕЁ РАЗЛИЧНЫХ УЧАСТКАХ

Цель работы

Собрать электрическую цепь. Измерить силу тока в различных участках цепи с помощью амперметра.

Приборы и материалы

Лабораторный источник питания (ЛИП), лампа на подставке, ключ, амперметр, соединительные провода.

УКАЗАНИЯ К РАБОТЕ

1. Начертите схему электрической цепи, показанной на рисунке 168, а. Соберите цепь по схеме.

а)

б)

в)

Рис. 168

Примечание При сборке цепи ключ должен быть разомкнут. Обязательно проверьте правильность подключения амперметра в цепь: клемма, обозначенная знаком «+», должна быть соединена с проводом, идущим от положительного полюса источника тока.

2. Замкните цепь. Измерьте силу тока $I_1$.

3. Обработка результатов прямых измерений. Результаты измерений силы тока с учётом абсолютной погрешности, равной цене деления шкалы амперметра, запишите в таблицу 14.

Таблица 14

Сила тока $I_1$, А Сила тока $I_2$, А Сила тока $I_3$, А

4. Начертите схему электрической цепи для случаев, показанных на рисунках 168, б и в.

5. Измерьте силу тока для каждого случая.

6. Сделайте вывод о значении силы тока в различных последовательно соединённых участках цепи.

Это лабораторная работа, которая выполняется пошагово. Ниже представлено последовательное выполнение всех пунктов работы.

Для начала определим характеристики измерительного прибора (амперметра), используемого в работе.

Дано:

Электрическая цепь, состоящая из последовательно соединенных источника питания (ЛИП), ключа, лампы и амперметра.

Показания амперметра на рис. 168, а, б, в.

Предел измерения амперметра: $I_{max} = 2$ А.

Количество делений между отметками 0 А и 0,5 А: $n = 10$.

Абсолютная погрешность измерения силы тока $\Delta I$ принимается равной цене деления шкалы амперметра.

Найти:

1. Схемы электрических цепей.

2. Силу тока $I_1, I_2, I_3$ на различных участках цепи.

3. Сделать вывод о значении силы тока в последовательной цепи.

Решение:

Сначала определим цену деления (ЦД) шкалы амперметра.

$ЦД = \frac{0,5 \text{ А} - 0 \text{ А}}{10} = 0,05 \text{ А}$.

Абсолютная погрешность измерения равна цене деления:

$\Delta I = ЦД = 0,05 \text{ А}$.

1. Начертите схему электрической цепи, показанной на рисунке 168, а. Соберите цепь по схеме.

Электрическая схема для цепи, изображенной на рисунке 168, а, где амперметр включен между ключом и лампой. Элементы соединены последовательно.

Ответ: Схема электрической цепи представлена выше.

2. Замкните цепь. Измерьте силу тока $I_1$.

На рисунке 168, а стрелка амперметра указывает на 8-е деление шкалы после отметки 0.

Сила тока $I_1$ определяется как произведение числа делений на цену деления:

$I_1 = 8 \cdot ЦД = 8 \cdot 0,05 \text{ А} = 0,4 \text{ А}$.

Ответ: $I_1 = 0,4$ А.

3. Обработка результатов прямых измерений. Результаты измерений силы тока с учётом абсолютной погрешности, равной цене деления шкалы амперметра, запишите в таблицу 14.

Результат измерения силы тока $I_1$ с учётом погрешности записывается в виде $I = (I_{изм} \pm \Delta I)$. Количество знаков после запятой у измеренного значения и погрешности должно быть одинаковым.

$I_1 = (0,40 \pm 0,05)$ А.

(Заполнение таблицы будет произведено после всех измерений в пункте 5).

Ответ: $I_1 = (0,40 \pm 0,05)$ А.

4. Начертите схему электрической цепи для случаев, показанных на рисунках 168, б и в.

Схема для рисунка 168, б (амперметр включен после лампы):

Схема для рисунка 168, в (амперметр включен между источником и ключом):

Ответ: Схемы электрических цепей для случаев б) и в) представлены выше.

5. Измерьте силу тока для каждого случая.

Для случая, показанного на рис. 168, б, стрелка амперметра также указывает на 8-е деление.

$I_2 = 8 \cdot 0,05 \text{ А} = 0,4 \text{ А}$.

С учётом погрешности: $I_2 = (0,40 \pm 0,05)$ А.

Для случая, показанного на рис. 168, в, стрелка амперметра снова указывает на 8-е деление.

$I_3 = 8 \cdot 0,05 \text{ А} = 0,4 \text{ А}$.

С учётом погрешности: $I_3 = (0,40 \pm 0,05)$ А.

Теперь заполним таблицу 14 результатами всех измерений.

Ответ: $I_2 = (0,40 \pm 0,05)$ А; $I_3 = (0,40 \pm 0,05)$ А. Результаты занесены в таблицу.

6. Сделайте вывод о значении силы тока в различных последовательно соединённых участках цепи.

Сравнивая результаты измерений, мы видим, что сила тока во всех трёх случаях одинакова, с учётом погрешности измерений:

$I_1 = I_2 = I_3 = 0,4$ А.

Это означает, что положение амперметра в цепи с последовательным соединением не влияет на его показания.

Вывод: При последовательном соединении проводников сила тока в любых участках электрической цепи одинакова.

Ответ: Сила тока во всех участках цепи с последовательным соединением проводников одинакова.