Задание №17 — ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ

#59124Задание №17ФИПИ

Работа и мощность электрического токаПрактические работы

Используя источник тока, вольтметр, амперметр, ключ, реостат, соединительные провода и резистор, обозначенный R1, соберите экспериментальную установку для определения мощности, выделяемой на резисторе R1 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 эксперимента по определению мощности, выделяемой на резисторе, необходимо собрать последовательную электрическую цепь, в которую входят источник тока, ключ, амперметр для измерения силы тока, резистор $R_{1}$ и реостат для регулировки силы тока. Вольтметр подключается параллельно резистору $R_{1}$ для измерения напряжения на нём.

1) Схема экспериментальной установки
Схема представляет собой последовательно соединённые: источник тока, ключ, амперметр, резистор $R_{1}$ и реостат. Вольтметр присоединён к клеммам резистора $R_{1}$ параллельно. (При описании схемы: амперметр включается в разрыв цепи, вольтметр — параллельно исследуемому участку).

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

3) Результаты измерений
Согласно условию, необходимо установить силу тока $I = 0,4 \text{ А}$ . При выполнении лабораторной работы на реальном оборудовании измеряется соответствующее значение напряжения $U$ .
Примечание: так как это текстовое решение задачи без проведения реального эксперимента, приведём пример записи результатов с учётом заданных погрешностей ( $\Delta I = 0,02 \text{ А}$ , $\Delta U = 0,1 \text{ В}$ ). Допустим, при силе тока $0,4 \text{ А}$ вольтметр показал $4,0 \text{ В}$ .
Сила тока: $I = (0,40 \pm 0,02) \text{ А}$
Напряжение: $U = (4,0 \pm 0,1) \text{ В}$ (значение $U$ берётся из показаний прибора в ходе опыта).

4) Расчёт значения мощности
Подставим измеренные значения (для примера возьмём $U = 4,0 \text{ В}$ ) в формулу:
$P = 4,0 \text{ В} \cdot 0,4 \text{ А} = 1,6 \text{ Вт}$

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

Источник: ФИПИ