Страница 238 - гдз по физике 8 класс учебник Пёрышкин

№ 9 Измерение мощности и работы тока в электрической лампе

Цель работы Измерить мощность и работу электрического тока в электрической лампе.

Приборы и материалы Лабораторный источник питания (ЛИП), лампа на подставке, ключ, амперметр, вольтметр, часы, соединительные провода.

Указания к работе

1. Начертите схему электрической цепи последовательного соединения источника тока, ключа и лампы. Добавьте в схему амперметр и вольтметр так, чтобы они измеряли силу тока в цепи и напряжение на лампе.

2. Соберите электрическую цепь по схеме.

3. Измерьте силу тока в цепи и напряжение на лампе.

4. Обработка результатов измерений. Результаты прямых измерений с учётом абсолютной погрешности, равной цене деления шкалы прибора, и вычислений записывайте в таблицу 19.

5. Рассчитайте мощность электрического тока в лампе по измеренным значениям силы тока и напряжения.

6. Измерьте время горения лампы и рассчитайте работу электрического тока в лампе.

7. Сделайте вывод.

1. Начертите схему электрической цепи последовательного соединения источника тока, ключа и лампы. Добавьте в схему амперметр и вольтметр так, чтобы они измеряли силу тока в цепи и напряжение на лампе.

Схема электрической цепи для выполнения данной лабораторной работы состоит из последовательно соединенных источника тока, ключа, амперметра и электрической лампы. Амперметр включается в цепь последовательно для измерения силы тока, протекающего через лампу. Вольтметр подключается параллельно к выводам лампы для измерения напряжения на ней.

2. Соберите электрическую цепь по схеме.

Электрическая цепь собирается в соответствии с начерченной на первом этапе схемой. Необходимо строго соблюдать полярность при подключении амперметра, вольтметра и источника питания.

3. Измерьте силу тока в цепи и напряжение на лампе.

После сборки цепи замыкаем ключ и с помощью измерительных приборов снимаем показания. Предположим, что в результате измерений были получены следующие значения:

• Сила тока: $I = 0.4$ А
• Напряжение: $U = 3.6$ В

4. Обработка результатов измерений. Результаты прямых измерений с учётом абсолютной погрешности, равной цене деления шкалы прибора, и вычислений записывайте в таблицу 19.

Абсолютная погрешность измерений принимается равной цене деления шкалы прибора. Допустим, для используемых приборов:

• Цена деления амперметра: $C_I = 0.02$ А, следовательно, погрешность $\Delta I = 0.02$ А.
• Цена деления вольтметра: $C_U = 0.1$ В, следовательно, погрешность $\Delta U = 0.1$ В.

Результаты прямых измерений с учетом погрешности:

$I = (0.40 \pm 0.02)$ А

$U = (3.6 \pm 0.1)$ В

Дальнейшие расчеты и заполнение таблицы производятся на основе средних измеренных значений.

5. Рассчитайте мощность электрического тока в лампе по измеренным значениям силы тока и напряжения.

Дано:
$I = 0.40$ А
$U = 3.6$ В

Найти:
$P$ — мощность тока.

Решение:
Мощность электрического тока находится по формуле:
$P = U \cdot I$
Подставляем измеренные значения в формулу:
$P = 3.6 \text{ В} \cdot 0.40 \text{ А} = 1.44 \text{ Вт}$

Ответ: мощность электрического тока в лампе составляет $1.44$ Вт.

6. Измерьте время горения лампы и рассчитайте работу электрического тока в лампе.

С помощью часов измеряем время горения лампы. Предположим, время измерения составило 3 минуты.

Дано:
$P = 1.44$ Вт
$t = 3$ мин

Перевод в систему СИ:
$t = 3 \cdot 60 \text{ с} = 180 \text{ с}$

Найти:
$A$ — работа тока.

Решение:
Работа электрического тока вычисляется по формуле:
$A = P \cdot t$
Подставляем рассчитанное значение мощности и измеренное время:
$A = 1.44 \text{ Вт} \cdot 180 \text{ с} = 259.2 \text{ Дж}$

Ответ: работа электрического тока в лампе за 180 секунд составила $259.2$ Дж.

Теперь заполним таблицу 19 на основе полученных данных.

7. Сделайте вывод.

В ходе лабораторной работы была измерена мощность, потребляемая электрической лампой, и работа, совершаемая электрическим током за определенный промежуток времени. На основании прямых измерений силы тока $I = (0.40 \pm 0.02)$ А и напряжения $U = (3.6 \pm 0.1)$ В была рассчитана мощность тока в лампе, которая составила $P = 1.44$ Вт. За время $t = 180$ с электрический ток в лампе совершил работу $A = 259.2$ Дж. Цель работы достигнута: были экспериментально определены мощность и работа электрического тока в лампе.