Задание 21, страница 159 - гдз по физике 8 класс учебник Пёрышкин

Глава 2. Электрические явления. Параграф 42. Примеры на расчёт сопротивления проводника, силы тока и напряжения. Упражнение 34 - страница 159.

Условие.

Предложите способ определения длины проволоки в катушке, не разматывая её. Какие приборы для этого вам понадобятся?

Решение 1.

Решение 3.

Решение 4.

Для определения длины проволоки в катушке, не разматывая её, можно применить один из нескольких методов, основанных на физических свойствах проволоки. Ниже представлены два таких способа.

Способ 1: Через измерение массы и плотности

Этот метод основан на том, что объём проволоки $V$ можно выразить двумя способами: через её массу $m$ и плотность материала $\rho$ ($V = \frac{m}{\rho}$), а также через её длину $l$ и площадь поперечного сечения $S$ ($V = lS$). Приравнивая эти два выражения, мы можем найти длину: $lS = \frac{m}{\rho}$, откуда $l = \frac{m}{\rho S}$. Проволока обычно имеет цилиндрическую форму, поэтому площадь её поперечного сечения вычисляется по формуле $S = \frac{\pi d^2}{4}$, где $d$ — диаметр проволоки. Подставив это в формулу для длины, получаем окончательное выражение:

$l = \frac{4m}{\rho \pi d^2}$

Чтобы воспользоваться этим методом, необходимо провести следующие измерения и действия:1) Определить массу самой проволоки $m$. Для этого нужно взвесить катушку с проволокой и пустую катушку (или аналогичную), а затем найти разность их масс.2) Измерить диаметр проволоки $d$. Для высокой точности лучше использовать микрометр и провести измерения в нескольких местах, усреднив результат.3) Определить материал проволоки (например, медь или алюминий) и найти его плотность $\rho$ в справочной таблице.Для этого способа понадобятся такие приборы, как весы, микрометр (или штангенциркуль) и справочник с таблицами плотностей веществ.

Ответ: Длину проволоки можно определить, измерив её массу $m$ и диаметр $d$. Зная плотность материала $\rho$ из справочника, можно рассчитать длину по формуле $l = \frac{4m}{\rho \pi d^2}$. Для этого понадобятся приборы: весы, микрометр (или штангенциркуль) и справочник плотностей.

Способ 2: Через измерение электрического сопротивления

Этот метод основан на формуле для сопротивления проводника: $R = \rho_e \frac{l}{S}$, где $R$ — электрическое сопротивление, $\rho_e$ — удельное электрическое сопротивление материала, $l$ — длина, а $S$ — площадь поперечного сечения. Из этой формулы можно выразить длину: $l = \frac{RS}{\rho_e}$. С учётом того, что площадь поперечного сечения $S = \frac{\pi d^2}{4}$, итоговая расчётная формула имеет вид:

$l = \frac{R \pi d^2}{4 \rho_e}$

Для применения этого способа необходимо:1) Измерить полное электрическое сопротивление $R$ всей проволоки с помощью омметра или мультиметра, подключив прибор к двум концам проволоки.2) Измерить диаметр проволоки $d$ с помощью микрометра.3) Найти в справочнике значение удельного электрического сопротивления $\rho_e$ для материала, из которого сделана проволока.Необходимые приборы: омметр (или мультиметр), микрометр (или штангенциркуль) и справочник с таблицами удельных электрических сопротивлений.

Ответ: Длину проволоки можно определить, измерив её полное электрическое сопротивление $R$ и диаметр $d$. Зная удельное электрическое сопротивление материала $\rho_e$ из справочника, можно рассчитать длину по формуле $l = \frac{R \pi d^2}{4 \rho_e}$. Для этого понадобятся приборы: омметр (или мультиметр), микрометр (или штангенциркуль) и справочник удельных сопротивлений.