Номер 1, страница 172 - гдз по физике 8 класс учебник Закирова, Аширов

1. Как работа тока связана с силой тока в цепи? Как ее можно измерить?

Как работа тока связана с силой тока в цепи?

Работа электрического тока ($A$) на участке цепи — это физическая величина, равная произведению заряда ($q$), прошедшего по этому участку, на напряжение ($U$) на его концах. Математически это выражается формулой:

$A = q \cdot U$

Сила тока ($I$), по определению, это заряд, проходящий через поперечное сечение проводника за единицу времени ($t$). Следовательно, заряд, прошедший по цепи, можно выразить как:

$q = I \cdot t$

Теперь, подставив выражение для заряда во первую формулу, мы получим зависимость работы тока от силы тока, напряжения и времени:

$A = (I \cdot t) \cdot U = U \cdot I \cdot t$

Из полученной формулы видно, что работа электрического тока прямо пропорциональна силе тока. Это означает, что если напряжение и время протекания тока остаются неизменными, то при увеличении силы тока в, например, 2 раза, совершаемая током работа также увеличится в 2 раза.

Ответ: Работа электрического тока ($A$) прямо пропорциональна силе тока ($I$), а также напряжению ($U$) и времени ($t$), в течение которого ток протекал по цепи. Эта связь выражается формулой $A = UIt$.

Как ее можно измерить?

Работу электрического тока можно измерить двумя основными способами: косвенным (расчетным) и прямым.

1. Косвенный метод. Этот метод заключается в измерении величин, входящих в формулу для работы, и последующем вычислении. Для этого необходимо использовать три измерительных прибора:

• Амперметр для измерения силы тока ($I$). Его включают в цепь последовательно с тем элементом, работу на котором нужно измерить.

• Вольтметр для измерения напряжения ($U$). Его подключают параллельно этому же элементу цепи.

• Секундомер или часы для измерения времени ($t$), в течение которого совершалась работа.

После получения значений $U$, $I$ и $t$ работа вычисляется по формуле $A = UIt$. Если сила тока измеряется в Амперах (А), напряжение — в Вольтах (В), а время — в секундах (с), то работа будет получена в Джоулях (Дж).

2. Прямой метод. Для прямого измерения работы тока существует специальный прибор — счетчик электрической энергии. Такие счетчики установлены в жилых домах и на предприятиях для учета потребленной электроэнергии, которая и является работой тока. Счетчик автоматически измеряет напряжение и ток, а также время, и отображает итоговое значение работы. Как правило, бытовые счетчики показывают результат не в джоулях, а в более удобных внесистемных единицах — киловатт-часах (кВт⋅ч).

Связь между этими единицами: $1 \text{ кВт⋅ч} = 1000 \text{ Вт} \cdot 3600 \text{ с} = 3\,600\,000 \text{ Дж} = 3,6 \text{ МДж}$.

Ответ: Работу тока можно измерить косвенно, измерив амперметром силу тока, вольтметром — напряжение и секундомером — время, а затем вычислить работу по формуле $A = UIt$. Также ее можно измерить напрямую с помощью специального прибора — счетчика электрической энергии.