Подготовка к контрольной работе по теме «Электрические и магнитные явления» Фамилия Имя Дата Класс 86" Физика Задание 1 Работаем со схемой. Известно, что по проводнику с сопротивлением R, идёт ток силой 0,1 А. Рассчитай показания амперметра и вольтметра. Сопротивлением амперметра и соединительных проводов пренебречь. R₁ = 60 Ом V 2 R2 = 20 Ом A Задание 2 Определи. В электроприборе за 45 минут работы током в 5 А совершена работа, равна 162 кДж. Определи сопротивление данного прибора. Задание 3 Объясни. Есть две лампочки - 60 и 100 Вт, рассчитанные на напряжение 220 В. Объясни, какая из них будет гореть ярче, если включить их в осветительную сеть.

Задание 1

Дано:

• \[ R_1 = 60 \text{ Ом} \]
• \[ I = 0.1 \text{ А} \]
• \[ R_2 = 20 \text{ Ом} \]

Найти:

• Показания амперметра (I)
• Показания вольтметра (V)

Решение:

1. Общее сопротивление цепи: Так как резисторы R₁ и R₂ соединены параллельно, то общее сопротивление находится по формуле:
   \[ \frac{1}{R_{общ}} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} \]


2. Подставляем значения:
   \[ \frac{1}{R_{общ}} = \frac{1}{60 \text{ Ом}} + \frac{1}{20 \text{ Ом}} = \frac{1 + 3}{60 \text{ Ом}} = \frac{4}{60 \text{ Ом}} = \frac{1}{15 \text{ Ом}} \]


3. Отсюда
   \[ R_{общ} = 15 \text{ Ом} \]


4. Напряжение на участке цепи (показания вольтметра): По закону Ома для участка цепи, напряжение равно произведению тока на сопротивление:
   \[ V = I \times R_{общ} \]


5. Подставляем значения:
   \[ V = 0.1 \text{ А} \times 15 \text{ Ом} = 1.5 \text{ В} \]


6. Сила тока через резистор R₂: Так как вольтметр показывает напряжение на всем участке цепи, то это напряжение приложено и к каждому резистору, соединенному параллельно. Используем закон Ома для участка цепи с резистором R₂:
   \[ I_2 = \frac{V}{R_2} \]


7. Подставляем значения:
   \[ I_2 = \frac{1.5 \text{ В}}{20 \text{ Ом}} = 0.075 \text{ А} \]


8. Проверка: Сила тока через резистор R₁:
   \[ I_1 = \frac{V}{R_1} = \frac{1.5 \text{ В}}{60 \text{ Ом}} = 0.025 \text{ А} \]


9. Сумма токов через резисторы:
   \[ I_1 + I_2 = 0.025 \text{ А} + 0.075 \text{ А} = 0.1 \text{ А} \]


10. Это соответствует общему току в цепи, который дал нам амперметр.

Ответ: Показания амперметра = 0.1 А, показания вольтметра = 1.5 В.

Задание 2

Дано:

• \[ t = 45 \text{ минут} = 45 \times 60 = 2700 \text{ секунд} \]
• \[ I = 5 \text{ А} \]
• \[ A = 162 \text{ кДж} = 162000 \text{ Дж} \]

Найти:

• \[ R \text{ (сопротивление)} \]

Решение:

1. Работа (A) электрического тока вычисляется по формуле:
   \[ A = U \times I \times t \]


2. где U - напряжение.


3. Напряжение можно выразить через закон Ома:
   \[ U = I \times R \]


4. Подставляем вторую формулу в первую:
   \[ A = (I \times R) \times I \times t = I^2 \times R \times t \]


5. Теперь выразим сопротивление R:
   \[ R = \frac{A}{I^2 \times t} \]


6. Подставляем значения:
   \[ R = \frac{162000 \text{ Дж}}{(5 \text{ А})^2 \times 2700 \text{ с}} = \frac{162000 \text{ Дж}}{25 \text{ А}^2 \times 2700 \text{ с}} = \frac{162000}{67500} \text{ Ом} \]


7. Выполним деление:
   \[ R = 2.4 \text{ Ом} \]

Ответ: Сопротивление прибора составляет 2.4 Ом.

Задание 3

Объяснение:

Яркость свечения лампочки зависит от ее мощности. Мощность, в свою очередь, связана с напряжением и сопротивлением. Формула для мощности:
\[ P = \frac{U^2}{R} \]

В данном случае обе лампочки рассчитаны на одно и то же напряжение сети (220 В). Поэтому, чем меньше сопротивление лампочки, тем больше ее мощность и, соответственно, тем ярче она будет гореть.

Из формулы мощности P = 60 Вт и P = 100 Вт, при одинаковом напряжении U = 220 В:

• Для лампочки 60 Вт:
  \[ R_{60} = \frac{U^2}{P_{60}} = \frac{(220 \text{ В})^2}{60 \text{ Вт}} = \frac{48400}{60} \text{ Ом} \approx 806.7 \text{ Ом} \]
• Для лампочки 100 Вт:
  \[ R_{100} = \frac{U^2}{P_{100}} = \frac{(220 \text{ В})^2}{100 \text{ Вт}} = \frac{48400}{100} \text{ Ом} = 484 \text{ Ом} \]

Как видно, сопротивление лампочки 100 Вт (484 Ом) меньше, чем сопротивление лампочки 60 Вт (приблизительно 806.7 Ом).

Следовательно, при включении в одну и ту же сеть (220 В), лампочка мощностью 100 Вт будет потреблять большую мощность, так как у нее меньшее сопротивление, и гореть она будет ярче.

Ответ: Лампочка мощностью 100 Вт будет гореть ярче.