Номер 1, страница 150 - гдз по физике 8 класс учебник Пёрышкин

1. Расскажите об экспериментальном способе установления зависимости силы тока в проводнике от напряжения на его концах.

1. Расскажите об экспериментальном способе установления зависимости силы тока в проводнике от напряжения на его концах.

Решение

Для экспериментального установления зависимости силы тока в проводнике от напряжения на его концах необходимо провести опыт, подтверждающий закон Ома для участка цепи. Цель эксперимента — измерить силу тока, проходящего через проводник, при различных значениях напряжения на его концах и на основе этих данных установить характер зависимости.

Необходимое оборудование:

1. Исследуемый проводник (резистор).
2. Источник постоянного тока с возможностью регулировки напряжения (например, регулируемый блок питания или батарея с реостатом).
3. Амперметр для измерения силы тока.
4. Вольтметр для измерения напряжения.
5. Ключ (выключатель).
6. Соединительные провода.

Сборка электрической цепи:

Электрическую цепь собирают по следующей схеме: источник тока, ключ, амперметр и исследуемый проводник (резистор) соединяются последовательно. Это позволяет амперметру измерить силу тока, проходящего через проводник. Вольтметр подключается параллельно исследуемому проводнику, чтобы измерить разность потенциалов (напряжение) на его концах.

Порядок проведения эксперимента:

1. Собрать электрическую цепь согласно описанной схеме.
2. Замкнуть ключ. С помощью регулируемого источника тока или реостата установить в цепи некоторое начальное напряжение.
3. Снять показания вольтметра ($U_1$) и амперметра ($I_1$). Занести данные в таблицу.
4. Изменить напряжение на источнике, увеличив его. Снова снять показания вольтметра ($U_2$) и амперметра ($I_2$). Занести данные в таблицу.
5. Повторить измерения несколько раз (обычно 5–7 раз), каждый раз изменяя напряжение и записывая соответствующие значения силы тока.
6. Важно следить за тем, чтобы проводник не нагревался в процессе эксперимента, так как изменение температуры может повлиять на его сопротивление. Для этого измерения следует проводить быстро.

Анализ результатов и выводы:

После сбора данных необходимо их проанализировать.

1. Табличные данные. По данным из таблицы можно заметить, что при увеличении напряжения ($U$) на концах проводника, сила тока ($I$), протекающего через него, также возрастает.

2. Расчет отношения $U/I$. Для каждой пары измеренных значений ($U, I$) вычисляется их отношение. Если эксперимент проведен аккуратно для омического проводника (сопротивление которого не зависит от температуры), это отношение будет примерно постоянным: $U_1/I_1 \approx U_2/I_2 \approx ... \approx \text{const}$. Эта постоянная величина и есть электрическое сопротивление проводника $R$.

3. Построение графика. Для наглядности строят график зависимости силы тока от напряжения (вольт-амперную характеристику). По оси абсцисс (горизонтальной) откладывают напряжение $U$, а по оси ординат (вертикальной) — силу тока $I$. В результате экспериментальные точки должны лечь на прямую линию, проходящую через начало координат.

Прямолинейный характер графика доказывает, что между силой тока и напряжением существует прямая пропорциональная зависимость: $I \propto U$.

Этот экспериментально установленный факт формулируется как закон Ома для участка цепи: сила тока в проводнике прямо пропорциональна напряжению на его концах и обратно пропорциональна его сопротивлению. Математически это выражается формулой: $$ I = \frac{U}{R} $$

Таким образом, описанный эксперимент позволяет установить прямую пропорциональную зависимость силы тока от напряжения при постоянном сопротивлении проводника.

Ответ: Экспериментально зависимость силы тока от напряжения устанавливается путем сборки цепи из источника тока, амперметра и исследуемого проводника, соединенных последовательно, и вольтметра, подключенного параллельно проводнику. Изменяя напряжение источника, снимают несколько пар показаний амперметра ($I$) и вольтметра ($U$). Анализ данных показывает, что отношение $U/I$ остается постоянным, а график зависимости $I$ от $U$ представляет собой прямую линию, проходящую через начало координат. Это доказывает, что сила тока в проводнике прямо пропорциональна напряжению на его концах ($I \propto U$).