Задание №17 — ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ

Решение.

Для выполнения лабораторной работы необходимо собрать последовательную электрическую цепь, в которой вольтметр подключается параллельно исследуемому резистору.

1) Схема экспериментальной установки
Электрическая схема включает в себя последовательно соединённые источник тока, ключ, амперметр, резистор $R_{1}$ и реостат. Вольтметр подключается параллельно к зажимам резистора $R_{1}$.
(При описании схемы: плюс источника соединяется с ключом, далее с амперметром, затем с резистором, реостатом и обратно к минусу источника. Вольтметр — параллельно резистору).

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
Переведём время в систему СИ:
$t = 5 \text{ мин} = 5 \cdot 60 \text{ с} = 300 \text{ с}$.
Согласно условию, сила тока в цепи установлена равной $0,5 \text{ А}$. С учётом погрешности:
$I = (0,50 \pm 0,02) \text{ А}$.
Примечание: значение напряжения $U$ определяется в ходе реального эксперимента. Для примера (согласно характеристикам стандартного оборудования ОГЭ для резистора $R_{1} \approx 12 \text{ Ом}$), при силе тока $0,5 \text{ А}$ вольтметр покажет примерно $6,0 \text{ В}$.
Запишем результат измерения напряжения с учётом погрешности:
$U = (6,0 \pm 0,1) \text{ В}$.

4) Расчёт значения работы электрического тока
Подставим измеренные значения (без учёта погрешностей) в формулу:
$A = 6,0 \text{ В} \cdot 0,5 \text{ А} \cdot 300 \text{ с} = 900 \text{ Дж}$.

Ответ: 1) Схема нарисована; 2) $A = UIt$; 3) $I = (0,50 \pm 0,02) \text{ А}$, $U = (6,0 \pm 0,1) \text{ В}$; 4) $A = 900 \text{ Дж}$.

Источник: ФИПИ