Что характеризует механическая работа; мощность?
Механическая работа характеризует количество энергии, переданное телу при действии силы. Она зависит от величины силы, пройденного пути и направления движения. Мощность показывает, с какой скоростью совершается работа, и определяется как работа, выполненная за единицу времени.
1. Что характеризует напряжение?
Напряжение характеризует разность потенциалов между двумя точками электрической цепи и показывает, какую работу совершает электрическое поле при перемещении заряда.
2. Какую аналогию используют для иллюстрации понятия «напряжением?
Для иллюстрации понятия «напряжение» часто используют аналогию с потоком воды: напряжение сравнивают с разницей высот в водопроводе, создающей движение воды.
3. Какой вывод можно сделать в результате анализа опыта, изображённого на рисунке 168?
Анализ опыта на рисунке 168 позволяет сделать вывод о том, что напряжение зависит от характеристик источника питания и сопротивления цепи.
4. Как вы можете объяснить тот факт, что при одном и том же значении силы тока накал лампочек разный (см. рис. 169)?
Разный накал лампочек при одинаковой силе тока на рисунке 169 объясняется различным сопротивлением ламп. Лампа с большим сопротивлением получает больше энергии, поэтому светится ярче.
5. Как называют прибор для измерения напряжения?
Прибор для измерения напряжения называется вольтметром.
6. Как включают вольтметр для измерения напряжения на участке цепи?
Для измерения напряжения на участке цепи вольтметр подключают параллельно этому участку.
7. Что общего и чем отличаются друг от друга амперметр и вольтметр?
Амперметр и вольтметр имеют сходство в том, что оба измеряют параметры электрического тока. Различие в том, что амперметр измеряет силу тока и включается последовательно, а вольтметр измеряет напряжение и подключается параллельно.
1. Сила тока, протекающего по двум одинаковым проводникам, одинакова, но в одном из них выделилось в 2 раза больше энергии (нагрелся, например, в 2 раза сильнее). Какова причина подобного явления? На каком из проводников напряжение больше?
Если в одном из двух одинаковых проводников выделилось в 2 раза больше энергии при одинаковой силе тока, это означает, что на нем большее сопротивление. По закону Джоуля-Ленца, количество выделяемой теплоты определяется формулой Q = I²R t, следовательно, больший нагрев означает большее сопротивление. Напряжение на этом проводнике также будет больше, так как U = IR.
2. Какая мощность выделяется в лампе накаливания при напряжении 220 В и силе тока 0,2 А?
Мощность, выделяющаяся в лампе накаливания, определяется по формуле P = UI. Подставляя значения U = 220 В и I = 0,2 А, получаем: P = 220 * 0,2 = 44 Вт.
3. Сила тока в спирали электроплитки равна 5 А при напряжении в сети 220 В. Каким должно быть напряжение, чтобы при той же мощности тока в спирали электроплитки сила тока была 10 А?
Если сила тока в электроплитке равна 5 А при напряжении 220 В, то ее мощность P = UI = 220 * 5 = 1100 Вт. Чтобы при силе тока 10 А мощность оставалась такой же, используем формулу U = P/I: U = 1100 / 10 = 110 В.
4. Определите цену деления шкалы вольтметра, изображённого на рисунке 172. Каков предел измерений этого прибора? Чему равно напряжение на электрической лампочке?
Для определения цены деления шкалы вольтметра нужно посмотреть разницу между двумя ближайшими подписанными значениями и разделить на число делений между ними. Предел измерений прибора – это максимальное значение шкалы. Напряжение на лампочке можно определить по показаниям стрелки на шкале вольтметра. Если есть изображение, могу рассчитать точные значения.
5. Внимательно рассмотрите схемы на рисунке 174. Всё ли в них правильно? Если обнаружите ошибки, укажите их и начертите правильные схемы цепей.
В схеме (а) вольтметр подключен последовательно с нагрузкой, что неверно. Вольтметр должен измерять напряжение на элементе цепи и подключаться параллельно.
В схеме (б) вольтметр включен последовательно с лампочками, что приведёт к неправильной работе цепи, так как у вольтметра высокое сопротивление. Он должен быть подключён параллельно лампочке или источнику питания.
В схеме (в) есть две ошибки: первый вольтметр подключён правильно (параллельно одной из лампочек), но второй вольтметр подключён некорректно – он соединён последовательно с лампочкой, что неверно. Амперметр подключён правильно (последовательно с нагрузкой).
6. Почему вольтметр при измерении напряжения подключается параллельно тому элементу цепи, на котором оно измеряется?
Вольтметр подключается параллельно тому элементу цепи, на котором измеряется напряжение, потому что он предназначен для измерения разности потенциалов между двумя точками. Параллельное подключение обеспечивает одинаковый потенциал на клеммах вольтметра и элемента цепи, что позволяет корректно определить напряжение. Кроме того, у вольтметра очень высокое внутреннее сопротивление, поэтому при параллельном подключении он практически не влияет на ток в цепи.
7. Можно ли подключать вольтметр к зажимам батареи (аккумулятора) без других приборов и потребителей? Почему?
Да, вольтметр можно подключать к зажимам батареи (аккумулятора) без других приборов и потребителей. Это связано с тем, что у вольтметра очень высокое внутреннее сопротивление, поэтому он потребляет крайне малый ток. Такое подключение позволяет точно измерить напряжение на клеммах батареи без её значительной разрядки или влияния на её работу.