Задание №17 — ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ

#59063Задание №17ФИПИ

Работа и мощность электрического токаПрактические работы

Используя источник тока, вольтметр, амперметр, ключ, реостат, соединительные провода и резистор, обозначенный R2, соберите экспериментальную установку для определения мощности, выделяемой на резисторе R2 при силе тока 0,4 А. Абсолютная погрешность измерения силы тока равна ±0,02 А, абсолютная погрешность измерения напряжения равна ±0,1 В.

В бланке ответов № 2:

1) нарисуйте электрическую схему эксперимента;

2) запишите формулу для расчёта мощности электрического тока;

3) укажите результаты измерения напряжения и силы тока с учётом абсолютных погрешностей измерений;

4) запишите значение мощности электрического тока.

Ваше решениедо 3 баллов

Проверка решения с помощью ИИ доступна авторизованным пользователям

Решение.

Для выполнения данного эксперимента необходимо собрать последовательную электрическую цепь, состоящую из источника тока, ключа, реостата, амперметра и исследуемого резистора $R_2$ . Вольтметр подключается параллельно к резистору $R_2$ . Реостат в данной схеме служит для регулировки силы тока в цепи до требуемого значения $0,4 \text{ А}$ .

1) Схема экспериментальной установки:
Схема представляет собой последовательно соединённые: источник питания, ключ, амперметр, реостат и резистор $R_2$ . Вольтметр присоединён к клеммам резистора $R_2$ параллельно. (При выполнении на бланке рисуется стандартная схема: прямоугольник резистора $R_2$ , параллельно ему круг с буквой V, последовательно с ними круг с буквой A, переменное сопротивление-реостат, ключ и источник тока).

2) Формула для расчёта мощности электрического тока:
Мощность тока $P$ на участке цепи равна произведению напряжения $U$ на этом участке и силы тока $I$ , протекающего через него:
$P = U \cdot I$

3) Результаты измерений:
Примечание: Так как это описание лабораторной работы, значения напряжения зависят от конкретных параметров оборудования (номинала резистора $R_2$ ). Предположим, что при установке силы тока $I = 0,4 \text{ А}$ , вольтметр показал напряжение $4,8 \text{ В}$ .
С учётом заданных погрешностей ( $\Delta I = 0,02 \text{ А}$ , $\Delta U = 0,1 \text{ В}$ ) записываем:
Сила тока: $I = (0,40 \pm 0,02) \text{ А}$
Напряжение: $U = (4,8 \pm 0,1) \text{ В}$

4) Расчёт значения мощности:
Подставим измеренные средние значения в формулу мощности:
$P = 4,8 \text{ В} \cdot 0,4 \text{ А} = 1,92 \text{ Вт}$

Ответ: 1) Схема нарисована; 2) $P = U \cdot I$ ; 3) $U = (4,8 \pm 0,1) \text{ В}$ , $I = (0,40 \pm 0,02) \text{ А}$ ; 4) $P = 1,92 \text{ Вт}$ .

Источник: ФИПИ