Global EE

Измерения с… — Задание 10 Физика 8 Класс №00049727

Задание №10. Обработка Результатов Эксперимента

Измерения с Учётом Погрешности

№2. Задание 10

ID: 00049727

Женя изготовил самодельный фонарик. В качестве источника света он использовал миниатюрную лампу накаливания, сопротивление которой равно $r=2\text{ Ом}$ и может считаться постоянным. Для ограничения силы тока через лампу к ней последовательно подключался резистор, на котором было написано, что его сопротивление равно $R=4\text{ Ом}$. Затем эта цепь подключалась к четырём последовательно соединённым батарейкам с напряжением по $U=1{,}5\text{ В}$ каждая. Женя узнал, что резистор, купленный в магазине, имеет точность номинала $\pm5\%$. Школьнику стало интересно, какая мощность будет выделяться в лампочке фонарика.

1) В каких пределах может лежать сопротивление резистора, включенного последовательно с лампочкой?

2) Укажите диапазон значений силы тока, который может протекать через лампу.

3) Рассчитайте минимальную и максимальную возможную мощность, выделяющуюся в лампе.

Напишите полное решение этой задачи.

Источник: ВПР 2022

Решение

В этом фонарике лампа $2$ Ом, резистор $4$ Ом, а питание от четырёх батареек. Смотри, как считается разброс: сначала резистор, затем ток, затем мощность лампы.

Вопрос 1. Отклонение $0{,}05\cdot4=0{,}2$ Ом, поэтому резистор лежит от $3{,}8$ до $4{,}2$ Ом.

Вопрос 2. Напряжение $4\cdot1{,}5=6$ В. Вся цепь с лампой — от $5{,}8$ до $6{,}2$ Ом. Закон Ома:

$$I_{\text{мин}}=\dfrac{6}{6{,}2}\approx0{,}968\text{ А},\quad I_{\text{макс}}=\dfrac{6}{5{,}8}\approx1{,}034\text{ А}$$

Вопрос 3. Для лампы $r=2$ Ом:

$$P_{\text{мин}}=0{,}968^2\cdot2\approx1{,}87\text{ Вт},\quad P_{\text{макс}}=1{,}034^2\cdot2\approx2{,}14\text{ Вт}$$

Другой путь для контроля: на лампе при верхнем токе $U=1{,}034\cdot2\approx2{,}07$ В, и $2{,}07\cdot1{,}034\approx2{,}14$ Вт. Совпало.

Ответ

1) от 3,8 Ом до 4,2 Ом; 2) от 0,97 А до 1,03 А; 3) от 1,87 Вт до 2,14 Вт
Другие задания по теме «Измерения с Учётом Погрешности» (8)