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:

1. Напряжение при последовательном соединении равно сумме напряжений

2. Сопротивление при последовательном соединении равно сумме сопротивлений

3. 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.

1. Мощность тока равна

2. 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.

1. Определим сопротивление проводника.

По закону Ома для участка цепи:

Ответ:

</

65