Задание №17 — ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ

#59157Задание №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 мощности, выделяемой на резисторе R3 при силе тока 0,3 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, в которую входят источник тока, ключ, амперметр, резистор $R_3$ и реостат. Вольтметр подключается параллельно исследуемому резистору $R_3$ .

1) Схема экспериментальной установки:
На схеме последовательно соединены: источник питания, ключ, амперметр (соблюдая полярность), резистор $R_3$ и реостат. Вольтметр подключён параллельно к выводам резистора $R_3$ . Реостат используется для установки необходимой силы тока в цепи.

2) Формула для расчёта мощности электрического тока:
Мощность 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:
Примечание: Так как это описание лабораторной работы, значения напряжения $U$ зависят от характеристик конкретного оборудования (резистора $R_3$ ). Предположим, что при установке силы тока $I = 0,30 \text{ А}$ вольтметр показал значение $3,6 \text{ В}$ .
С учётом абсолютных погрешностей, указанных в условии ( $\Delta I = 0,02 \text{ А}$ , $\Delta U = 0,1 \text{ В}$ ), записываем результаты:
Сила тока: $I = (0,30 \pm 0,02) \text{ А}$
Напряжение: $U = (3,6 \pm 0,1) \text{ В}$

4) Расчёт значения мощности:
Подставим измеренные средние значения в формулу мощности:
$P = 3,6 \text{ В} \cdot 0,3 \text{ А} = 1,08 \text{ Вт}$

Ответ: 1) Схема нарисована; 2) $P = U \cdot I$ ; 3) $I = (0,30 \pm 0,02) \text{ А}$ , $U = (3,6 \pm 0,1) \text{ В}$ (значение $U$ приведено для примера); 4) $P = 1,08 \text{ Вт}$ .

Источник: ФИПИ