Упражнение 16 1. Используя таблицу 13, изобразите схему цепи, состоящей из после довательно соединенных приборов: гальванического элемента , ЗВОНка, лампы, ключа. 2. Что нужно сделать в цепи, чтобы звонок и лампа не включались одновременно? Изобразите ее схему. 3. Определите силу тока в электрической лампочке, если через ее нить накала за 10 минут проходит электрический заряд 300 Кл. 4. Через поперечное сечение проводника за 2 с проходит 12 - 1019 элек- тронов. Какая сила тока в проводнике? 5. На одном участке цепи при перемещении по нему заряда 100 Кл была совершена такая же работа, как и при перемещении заряда 600 Кл на другом участке. На каком участке напряжение больше и во сколько раз?
1. Для составления схемы цепи мы будем использовать таблицу 13. Она содержит информацию о всех устройствах и элементах, которые присутствуют в нашей цепи. Изобразим их на схеме в следующем порядке:
- Гальванический элемент (обычно это батарейка). Он представляет собой источник электрической энергии и является началом нашей цепи.
- Звонок. Он является одним из приборов, которые должны быть подключены к цепи. Обычно звонок издаёт звук при прохождении тока.
- Лампа. Это второй прибор, который должен быть включен в нашу цепь. Внутри лампы есть нить накала, которая засветится при прохождении тока.
- Ключ. Ключ является устройством, с помощью которого мы можем открыть или закрыть цепь (включить или выключить приборы).
Таким образом, схема цепи будет выглядеть следующим образом:
+---------------------+
| |
---|--[ Гальванический |
| элемент ]-- |
---|----[Звонок]--|-- |
| [Лампа] |--|---|
---|---[ Ключ ]---|---|---|
| | |
+---------------------+
2. Чтобы звонок и лампа не включались одновременно, нам нужно разорвать цепь перед одним из них. Для этого мы можем добавить дополнительный ключ в цепь, который будет открываться и закрываться в противоположные моменты времени, чем основной ключ. Таким образом, при включенном основном ключе работать будет только звонок, а при включенном дополнительном ключе - только лампа.
Схема цепи с дополнительным ключом будет выглядеть следующим образом:
+---------------------+
| |
---|--[ Гальванический |
| элемент ]-- |
---|----[Звонок]--|--+---|
| [Лампа] | |
---|---[ Ключ ]---|--|---+
| | |--[ Дополнительный ключ ]
+---------------------+
Теперь перейдем к третьему вопросу.
3. Для определения силы тока в электрической лампочке, нам нужно использовать формулу, связывающую силу тока, время и количество прошедших через нить зарядов. Формула имеет вид:
I = Q / t,
где I - сила тока, Q - количество заряда, прошедшего через нить, и t - время, в течение которого проходил заряд.
В нашем случае, мы знаем, что количество заряда равно 300 Кл и время равно 10 минут (переведем в секунды: 10 минут = 600 секунд). Подставим эти значения в формулу:
I = 300 Кл / 600 сек = 0.5 А.
Таким образом, сила тока в электрической лампочке равна 0.5 А.
Приступим к решению четвертой задачи.
4. Чтобы найти силу тока в проводнике, нам нужно использовать формулу, связывающую количество прошедших через проводник электронов (N) и элементарный заряд (e) с силой тока (I). Формула имеет вид:
I = N * e / t,
где N - количество электронов, e - элементарный заряд (1.6 * 10^-19 Кл), и t - время, в течение которого проходили электроны.
В нашем случае, мы знаем, что количество электронов равно 12 - 10^19, а время равно 2 секунды. Подставим эти значения в формулу:
I = (12 - 10^19) * (1.6 * 10^-19 Кл) / 2 с = (1.92 - 1.6) Кл / 2 с = 0.16 Кл / 2 с = 0.08 А.
Таким образом, сила тока в проводнике равна 0.08 А.
Последним заданием является решение пятой задачи.
5. Чтобы найти напряжение на участке цепи, нам нужно использовать формулу, связывающую работу (А) и заряд (Q) с напряжением (U). Формула имеет вид:
U = A / Q.
В нашем случае, нам дано, что работа на одном участке цепи равна работе на другом участке, и заряд на первом участке равен 100 Кл, а на втором участке - 600 Кл. Подставим эти значения в формулу:
U1 = A / Q1 = A / 100 Кл,
U2 = A / Q2 = A / 600 Кл.
Так как работа одинакова, то величины U1 и U2 равны. Подставим вместо А и Q значения для первого и второго участка:
U1 = U2,
A / 100 Кл = A / 600 Кл.
Упростим эту формулу, умножив обе стороны на 100 Кл:
A = 100 * (A / 600),
A = (100/600) * A,
1 = (1/6) * A.
Таким образом, величина работы A равна 6 Кл.
Теперь, чтобы определить, на каком участке напряжение больше, мы можем воспользоваться формулой:
U = A / Q.
Подставим значения работы (A) и зарядов (Q1 и Q2):
U1 = A / Q1 = 6 Кл / 100 Кл = 0.06 В,
U2 = A / Q2 = 6 Кл / 600 Кл = 0.01 В.
Таким образом, напряжение на первом участке цепи больше, чем на втором, примерно в 6 раз.
Надеюсь, моё объяснение оказалось понятным и информативным. Если у вас возникнут еще вопросы, не стесняйтесь задавать!