- Учителю
- Задачи по теме Электрические явления 8 класс
Задачи по теме Электрические явления 8 класс
2. Электрический ток. Закон Ома для участка цепи. Соединение проводников. Тепловое действие тока. Работа и мощность тока.
Задача 1. Цепь состоит из трех последовательно соединенных проводников, подключенных к источнику с напряжением 24 В. Сопротивление первого проводника 4 Ом, второго 6 Ом, и напряжение на концах третьего 4 В. Найдите силу тока в цепи, сопротивление третьего проводника и напряжение на концах первого и второго проводников.
Решение
Шаг 1. Работа над текстом задачи. Перевод условия задачи в представления.
1. Изобразим участок цепи, состоящий из трех последовательно соединенных проводников
2. По условию задачи общее напряжение в цепи 24 В. Сопротивление первого проводника 4 Ом, второго 6 Ом, и напряжение на концах третьего 4 В. Изобразим вольтметры, подключенные к различным участкам цепи для измерения этих напряжений.
Шаг 2. Система определений, раскрывающих физические понятия познавательной ситуации:
электрическая цепь - совокупность соединенных друг с другом
источников электрической энергии и потребителей, предназначенных
для протекания электрического тока;
схема электрической цепи - чертеж, на котором изображается электрическая цепь, каждый элемент цепи изображают отдельным общепринятым символом;
последовательное соединение проводников - соединение, при котором проводники включаются в цепь последовательно один за другим, без разветвлений проводов между ними;
напряжение () - это физическая величина, которая показывает, какую работу совершает электрическое поле при перемещении заряда из одной точки в другую;
сопротивление () - это физическая величина, характеризующая свойства проводника препятствовать протеканию тока в этом проводнике;
сила тока () - это физическая величина, численно равная величине электрического заряда, прошедшего через поперечное сечение проводника в единицу времени.
Шаг 3. Реконструкция текста: последовательность учебно-поисковых действий, открывающих смысловую часть задачи.
Представим схему электрической цепи в виде модели.
Шаг 4.Математическая модель решения
Дано:
-
Напряжение при последовательном соединении равно сумме напряжений
-
Сопротивление при последовательном соединении равно сумме сопротивлений
-
По закону Ома для участка цепи
4) При последовательном соединении сила тока одинакова
5) Воспользуемся законом Ома для участка цепи
Аналогично
Ответ:
Задача 3. Как изменится сопротивление цепи, изображенной
на рисунке, при замыкании ключа К?
1) уменьшится 2) увеличится 3) не изменится
4) уменьшится или увеличится в зависимости от соотношения между сопротивлениями и
/Решение.
Шаг 1. Работа над текстом задачи. Перевод условия задачи в представления.
Преобразуем схему электрической цепи в эквивалентную. Становится очевидным, что проводники соединены параллельно.
Шаг 2. Система определений, раскрывающих физические понятия познавательной ситуации:
схема электрической цепи - чертеж, на котором изображается
электрическая цепь, каждый элемент цепи изображают отдельным
общепринятым символом;
параллельное соединение проводников - соединение, при котором проводники включаются в цепь к одной и той же паре точек, провода разветвляются;
сопротивление () - это физическая величина, характеризующая свойства проводника препятствовать протеканию тока в этом проводнике.
Шаг 3. Реконструкция текста: последовательность учебно-поисковых действий, открывающих смысловую часть задачи.
1. При разомкнутом ключе К. ток потечет через проводник
2. Рассмотрим ситуацию, когда ключ замкнут. Представим схему электрической цепи в виде модели.
3. Преобразуем схему электрической цепи в эквивалентную:
Сопротивление проводника прямо пропорционально его длине и обратно пропорционально площади поперечного сечения. Становится очевидным, что при замыкании ключа площадь поперечного сечения увеличилась, следовательно, сопротивление цепи уменьшилось.
Ответ: при замыкании ключа сопротивление цепи уменьшилось.
Задача 4.
Два резистора присоединены последовательно к источнику тока. Какая
из диаграмм правильно отражает соотношение мощностей тока на этих
резисторах?
Решение.
Шаг 1. Система определений, раскрывающих физические понятия познавательной ситуации:
диаграмма - графическое представление данных, позволяющее
быстро оценить соотношение нескольких величин; представляет собой
геометрическое символьное изображение информации;
схема электрической цепи - чертеж, на котором изображается электрическая цепь, каждый элемент цепи изображают отдельным общепринятым символом;
последовательное соединение проводников - соединение, при котором проводники включаются в цепь последовательно один за другим, без разветвлений проводов между ними;
мощность тока - физическая величина, равная отношению работы тока ко времени; мощность характеризует быстроту выполнения работы электрическим током.
Шаг 2. Реконструкция текста: последовательность учебно-поисковых действий, открывающих смысловую часть задачи.
Выделим участок цепи, состоящий из двух резисторов. Представим схему электрической цепи в виде модели.
Шаг 3.Математическая модель решения.Дано:
Решение.
-
Мощность тока равна
-
Запишем выражение для каждого резистора
3) Найдем отношение
Это отношение соответствует диаграмме 4
Ответ: 4.
Задача 5. При измерении силы тока через резистор и напряжения
на нем получена таблица, и на основании ее построен график с учетом
погрешностей (размер точек на графике) измерения силы тока и
напряжения (см. рис.) Какой вывод о сопротивлении проводника можно
сделать?
1) Значение сопротивления проводника меняется с изменением напряжения.
2) Сопротивление постоянно и равно 1,9 Ом.
3) Сопротивление постоянно и равно 2 Ом.
4) Сопротивление постоянно и равно 2,1 Ом.
Решение.
Шаг 1. Система определений, раскрывающих физические понятия познавательной ситуации:
график зависимости силы тока от напряжения - это наглядное
изображение, отражающее зависимость между ними;
напряжение () - это физическая величина, которая показывает, какую работу совершает электрическое поле при перемещении заряда из одной точки в другую;
сопротивление () - это физическая величина, характеризующая свойства проводника препятствовать протеканию тока в этом проводнике; сопротивление проводника прямо пропорционально его длине, обратно пропорционально площади поперечного сечения и зависит от вещества, из которого он изготовлен;
сила тока () - это физическая величина, численно равная величине электрического заряда, прошедшего через поперечное сечение проводника в единицу времени;
закон Ома для участка цепи - сила тока на участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого участка и обратно пропорциональна сопротивлению.
Шаг 2. Реконструкция текста: последовательность учебно-поисковых действий, открывающих смысловую часть задачи.
1. По условию задачи при измерении силы тока через резистор и напряжения на нем получена таблица, и на основании ее построен график с учетом погрешностей измерения силы тока и напряжения по экспериментальным точкам, представленным в таблице.
Из графика видно, что при увеличении напряжения сила тока возрастает (зависимость прямо пропорциональная).2. На графике все точки сгруппировались вблизи прямой линии. Почему её построили именно так? Во-первых, она проходит через «контрольную» точку ноль-ноль.
Во-вторых, по закону Ома зависимость силы тока от напряжения прямо пропорциональная:
В-третьих, линия проведена «посередине», чтобы количество точек по разные стороны от неё было равным. В результате проведённая линия усреднила значения, соответствующие каждой отдельной точке. Соответственно, линия усреднила погрешности, влиявшие на измерения.
Полученная на графике линия - усредненная прямая.
3. Выделим на графике точку, соответствующую напряжению 2,5 В. Зафиксируем силу тока при этом напряжении.
Шаг 3.Математическая модель решения.
Дано:
Решение.
-
Определим сопротивление проводника.
По закону Ома для участка цепи:
Ответ:
</
65