Эксперимент в классе, страница 165 - гдз по физике 8 класс учебник Закирова, Аширов

Убедитесь в выполнении законов параллельного соединения. Соберите цепь из источника тока, ключа, соединенных параллельно двух резистров и вольтметра. Измерение силы тока в ветвях и неразветвленной части цепи проведите тремя амперметрами (рис. 114).

Рис. 114. Измерение силы тока на параллельно соединенных проводниках

Для проверки выполнения законов параллельного соединения проводников необходимо провести эксперимент, описанный ниже.

Экспериментальная проверка законов для силы тока и напряжения при параллельном соединении проводников.

Ответ: Целью работы является практическое подтверждение теоретических законов параллельного соединения в электрической цепи.

1. Источник постоянного тока.

2. Ключ.

3. Два резистора, $R_1$ и $R_2$.

4. Вольтметр ($V$).

5. Три амперметра ($A$, $A_1$, $A_2$).

6. Соединительные провода.

Ответ: Для проведения эксперимента необходимы: источник тока, ключ, два резистора, вольтметр, три амперметра и соединительные провода.

1. Соберите электрическую цепь согласно схеме, изображенной на рис. 114. Обратите внимание на правильность подключения измерительных приборов:

• Резисторы $R_1$ и $R_2$ соединяются параллельно друг другу между узлами M и N.

• Амперметр $A_1$ включается в цепь последовательно с резистором $R_1$ для измерения силы тока $I_1$ в этой ветви.

• Амперметр $A_2$ включается в цепь последовательно с резистором $R_2$ для измерения силы тока $I_2$ во второй ветви.

• Вольтметр $V$ подключается параллельно участку MN для измерения напряжения $U$ на этом участке.

• Амперметр $A$ включается в неразветвленную часть цепи для измерения общей силы тока $I$, протекающего через источник.

2. После проверки правильности сборки цепи замкните ключ.

3. Снимите и запишите показания всех измерительных приборов: общую силу тока $I$ (с амперметра А), силу тока $I_1$ (с амперметра $A_1$), силу тока $I_2$ (с амперметра $A_2$) и напряжение $U$ (с вольтметра V).

4. Разомкните ключ.

Ответ: Необходимо собрать цепь по схеме, замкнуть ключ и записать показания всех трех амперметров и вольтметра.

На основе полученных измерений необходимо проверить выполнение законов параллельного соединения.

1. Закон для силы тока.

Согласно первому закону Кирхгофа (закону токов для параллельного соединения), сила тока в неразветвленной части цепи равна сумме сил токов в отдельных ветвях.

$I = I_1 + I_2$

Сравните измеренное значение общего тока $I$ с суммой токов $I_1 + I_2$. При корректных измерениях равенство должно выполняться с учетом погрешности приборов.

2. Закон для напряжения.

Напряжение на всех параллельно соединенных участках цепи одинаково.

$U = U_1 = U_2$

В данной схеме вольтметр измеряет напряжение $U$ на клеммах M и N. Поскольку обе ветви с резисторами $R_1$ и $R_2$ подключены к этим же клеммам, напряжение на них ($U_1$ и $U_2$) равно общему напряжению $U$. Таким образом, сама схема подключения подтверждает этот закон.

3. Закон для сопротивления.

Используя закон Ома и измеренные данные, можно рассчитать сопротивления каждого резистора и общее сопротивление участка:

$R_1 = \frac{U}{I_1}$, $R_2 = \frac{U}{I_2}$, $R_{общ} = \frac{U}{I}$

Затем можно проверить справедливость формулы для общего сопротивления при параллельном соединении:

$\frac{1}{R_{общ}} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2}$

Сравните значение $R_{общ}$, вычисленное по закону Ома, со значением, полученным из формулы для параллельного соединения.

На основании проведенного анализа делается вывод о выполнении законов параллельного соединения.

Ответ: Сравнив измеренные значения, можно убедиться, что общий ток $I$ приблизительно равен сумме токов в ветвях ($I_1 + I_2$), а напряжение $U$ одинаково для обеих параллельных ветвей. Это экспериментально подтверждает законы параллельного соединения.