Задание №17 — ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ

#59108Задание №17ФИПИ

Работа и мощность электрического токаПрактические работы

Используя источник тока, вольтметр, амперметр, ключ, реостат, соединительные провода и резистор, обозначенный R3, соберите экспериментальную установку для определения работы электрического тока на резисторе R3. При помощи реостата установите в цепи силу тока 0,3 А. Определите работу электрического тока за 10 минут. 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 работы электрического тока;

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

4) запишите значение работы электрического тока.

Ваше решениедо 3 баллов

Проверка решения с помощью ИИ доступна авторизованным пользователям

Решение.

Данная задача является экспериментальным заданием. Для её выполнения необходимо последовательно выполнить все пункты, указанные в условии.

1) Схема экспериментальной установки
Для измерения работы тока на резисторе $R_{3}$ необходимо собрать последовательную цепь, состоящую из источника тока, ключа, амперметра, реостата и исследуемого резистора. Вольтметр подключается параллельно к резистору $R_{3}$ .
Описание схемы: Последовательно соединены источник, ключ, амперметр, реостат и резистор $R_{3}$ . Вольтметр присоединён к клеммам резистора $R_{3}$ .

2) Формула для расчёта работы электрического тока
Работа электрического тока $A$ на участке цепи определяется как произведение напряжения на этом участке, силы тока в цепи и времени прохождения тока:
$A = U \cdot I \cdot t$

3) Результаты измерений
Дано:
$I = 0,3 \text{ А}$
$\Delta I = 0,02 \text{ А}$
$\Delta U = 0,1 \text{ В}$
$t = 10 \text{ мин} = 600 \text{ с}$

Примечание: Значение напряжения $U$ определяется в ходе реального эксперимента. Предположим, что при силе тока $0,3 \text{ А}$ вольтметр показал значение $4,5 \text{ В}$ (точное значение зависит от конкретного оборудования в наборе).

Запишем результаты измерений с учётом погрешностей:
$I = (0,30 \pm 0,02) \text{ А}$
$U = (4,5 \pm 0,1) \text{ В}$ (здесь указано примерное значение для демонстрации хода решения)

4) Расчёт значения работы электрического тока
Подставим измеренные значения (без учёта погрешностей) в формулу:
$A = 4,5 \text{ В} \cdot 0,3 \text{ А} \cdot 600 \text{ с} = 810 \text{ Дж}$

Ответ: 1) Схема нарисована; 2) $A = UIt$ ; 3) $I = (0,30 \pm 0,02) \text{ А}$ , $U = (4,5 \pm 0,1) \text{ В}$ ; 4) $A = 810 \text{ Дж}$ .

Источник: ФИПИ