Номер 347, страница 62 - гдз по физике 8 класс сборник задач Исаченкова, Слесарь

Дано:

Результаты измерений силы тока $\text{I}$ при различных значениях напряжения $\text{U}$ для проводника (Таблица 1):

$U_1 = 0,0$ В, $I_1 = 0,00$ А

$U_2 = 1,0$ В, $I_2 = 0,25$ А

$U_3 = 2,0$ В, $I_3 = 0,55$ А

$U_4 = 3,0$ В, $I_4 = 0,76$ А

$U_5 = 4,0$ В, $I_5 = 1,00$ А

Все величины представлены в системе СИ.

Найти:

1. Среднее значение сопротивления проводника $R_{ср}$.

2. График зависимости силы тока от напряжения $I(U)$.

3. Вывод по результатам эксперимента.

Решение:

Определите среднее значение сопротивления проводника

Воспользуемся законом Ома для участка цепи, который связывает силу тока $\text{I}$, напряжение $\text{U}$ и сопротивление $\text{R}$ формулой: $I = \frac{U}{R}$. Отсюда сопротивление можно выразить как $R = \frac{U}{I}$.

Рассчитаем сопротивление для каждого измерения, кроме первого, так как при $U=0$ и $I=0$ возникает неопределенность $0/0$.

Для второго измерения: $R_2 = \frac{U_2}{I_2} = \frac{1,0 \text{ В}}{0,25 \text{ А}} = 4,0 \text{ Ом}$.

Для третьего измерения: $R_3 = \frac{U_3}{I_3} = \frac{2,0 \text{ В}}{0,55 \text{ А}} \approx 3,64 \text{ Ом}$.

Для четвертого измерения: $R_4 = \frac{U_4}{I_4} = \frac{3,0 \text{ В}}{0,76 \text{ А}} \approx 3,95 \text{ Ом}$.

Для пятого измерения: $R_5 = \frac{U_5}{I_5} = \frac{4,0 \text{ В}}{1,00 \text{ А}} = 4,0 \text{ Ом}$.

Теперь вычислим среднее арифметическое значение сопротивления:

$R_{ср} = \frac{R_2 + R_3 + R_4 + R_5}{4} = \frac{4,0 + 3,64 + 3,95 + 4,0}{4} = \frac{15,59}{4} \approx 3,9 \text{ Ом}$.

Разброс в значениях сопротивления объясняется погрешностями измерений, неизбежными в любом эксперименте.

Ответ: Среднее значение сопротивления проводника составляет примерно $3,9$ Ом.

Постройте график зависимости силы тока от напряжения на участке цепи

Для построения графика зависимости силы тока от напряжения ($I(U)$) построим систему координат. По оси абсцисс (горизонтальной) будем откладывать напряжение $\text{U}$ в вольтах (В), а по оси ординат (вертикальной) — силу тока $\text{I}$ в амперах (А).

Отметим на графике точки с координатами, взятыми из таблицы:

(0,0; 0,00), (1,0; 0,25), (2,0; 0,55), (3,0; 0,76), (4,0; 1,00).

Проведем через эти точки прямую линию так, чтобы она проходила как можно ближе ко всем точкам (линия наилучшего соответствия). Мы увидим, что точки с небольшой погрешностью ложатся на прямую, которая начинается в начале координат.

Ответ: График зависимости силы тока от напряжения является прямой линией, проходящей через начало координат.

Сделайте вывод

Построенный график показывает, что зависимость силы тока от напряжения является линейной. Прямая, проходящая через начало координат, означает, что сила тока в проводнике прямо пропорциональна напряжению на его концах. Это утверждение является формулировкой закона Ома для участка цепи. Таким образом, эксперимент подтверждает справедливость закона Ома.

Ответ: Сила тока в проводнике прямо пропорциональна приложенному к нему напряжению при условии, что сопротивление проводника постоянно.