Графики

Задача 1

Условие

На рисунке приведен график зависимости силы тока I в никелиновой проволоке от напряжения U на ее концах. Длина проволоки составляет 10 м. Чему равна площадь поперечного сечения проволоки никелина, если его удельное сопротивление 0.4 \ Ом \cdot мм^2 / м .

2.06_1 Решение

Вычислим сопротивление проволоки:

R=\frac{U}{I}=\frac{10 \ В}{2 \ А} = 5 \ Ом. Сопротивление проводника вычисляется по формуле

R=\frac{\rho \cdot l}{S}, где \rho - удельное сопротивление проводника, l - длина проводника, S - площадь сечения. Выразим площадь сечения:

S=\frac{\rho \cdot l}{R}=\frac{0.4 \ Ом^2 \cdot мм^2 / м \cdot 10 \ м}{5 \ Ом^2}=0.8 \ мм^2 . Ответ S = 0.8 \ мм^2.

Задача 2

Условие

Результаты измерения силы тока в резисторе при разных напряжениях на его клеммах показаны в таблице.

U, В

0.4

0.6

1.0

1.4

2.0

I, А

0.2

0.3

0.5

0.7

1.0

Чему равно сопротивление резистора?

Решение

По закону Ома:

I=\frac{U}{R}. Возьмём два соответствующих измерения, получим:

R= \frac{1.4 \ В}{0.7 \ А}=2 \ Ом. Ответ R= 2 \ Ом.

Задача 3

Условие

На рисунке показан график зависимости количества теплоты Q , выделяемого на резисторе, от времени t . Чему равно электрическое сопротивление резистора, если сила тока в цепи равна 5 А ?

2.06_2 Решение

Из закона Джоуля-Ленца

Q=I^2 R t выразим электрическое сопротивление:

R=\frac{Q}{I^2 t}=\frac{3000}{5^2 \cdot 60} \ Ом = 2 \ Ом. Ответ R = 2 \ Ом.

Задача 4

Условие

На рис. 1 приведена схема установки, с помощью которой исследовалась зависимость напряжения на реостате от величины протекающего тока при движении ползунка реостата справа налево. На рис. 2 приведены графики, построенные по результатам измерений для двух разных источников напряжения.

Выберите все утверждения, соответствующие результатам этих опытов. Вольтметр считайте идеальным.

1. При силе тока 12 А вольтметр показывает значение ЭДС источника.

2. Ток короткого замыкания равен 12 А.

3. Во втором опыте сопротивление резистора уменьшалось с большей скоростью.

4. Во втором опыте ЭДС источника в 2 раза меньше, чем в первом.

5. В первом опыте ЭДС источника равна 5 В.

2.06_3 Решение

1. Неверно. При токе, равном 12 А, реостат полностью выведен, цепь замкнута накоротко, поэтому вольтметр показывает нулевое напряжение.

2. Верно. При токе, равном 12 А, реостат полностью выведен, цепь замкнута накоротко, следовательно, 12 А — ток короткого замыкания.

3. Неверно. На данном графике представлена лишь зависимость напряжения от тока, поэтому ничего нельзя сказать о скорости изменения сопротивления резистора.

4. Верно. Во втором опыте ЭДС источника в 2 раза меньше, чем в первом.

5. Неверно. В первом опыте ЭДС источника не равна 5 В.

Ответ 2; 4.

Задача 5

Условие

На графике представлены результаты измерения напряжения на реостате U при различных значениях сопротивления реостата R. Погрешность измерения напряжения \Delta U = \pm 0.2 \ В , сопротивления \Delta R = \pm 0.5 \ Ом .

Выберите все утверждения, соответствующие результатам этих измерений.

1. С уменьшением сопротивления напряжение уменьшается.

2. При сопротивлении 2 Ом сила тока примерно равна 0.5 А.

3. При сопротивлении 1 Ом сила тока в цепи примерно равна 3 А.

4. При сопротивлении 10 Ом сила тока примерно равна 0.48 А.

5. Напряжение не зависит от сопротивления.

2.06_4 Решение

Проверим справедливость предложенных утверждений.

1. Из графика видно, что с уменьшением сопротивления напряжение уменьшается.

2. Силу тока в реостате можно найти по формуле: I = U/R. При сопротивлении 2 Ом сила тока примерно равна 2 А.

3. Из результатов измерений нельзя заключить чему равна сила тока через реостат при сопротивлении 1 Ом.

4. При сопротивлении 10 Ом сила тока примерно равна 0.48 А.

5. Из результатов измерений можно утверждать, что напряжение на реостате зависит от сопротивления.

Таким образом, верными являются утверждения под номерами 1 и 4.

Ответ 1; 4.