Global EE

Измерения с… — Задание 10 Физика 8 Класс №00049734

Задание №10. Обработка Результатов Эксперимента

Измерения с Учётом Погрешности

№2. Задание 10

ID: 00049734

Боря изготовил самодельный фонарик. В качестве источника света он использовал миниатюрную лампу накаливания, сопротивление которой равно $r=1\text{ Ом}$ 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 трём последовательно соединённым батарейкам с напряжением по $U=1{,}5\text{ В}$ каждая. Боря 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, включённого 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 2020

Решение

Боря ограничивает ток лампы резистором на $4$ Ом. Лампа небольшая, $r=1$ Ом, поэтому основное сопротивление цепи даёт именно резистор. Представь, что будет, если он окажется чуть больше или чуть меньше.

Вопрос 1. Отклонение: $0{,}05\cdot4=0{,}2$ Ом. Отсюда края:

$$3{,}8\text{ Ом}\ldots4{,}2\text{ Ом}$$

Вопрос 2. Напряжение трёх батареек $3\cdot1{,}5=4{,}5$ В. В цепи сопротивления лампы и резистора складываются, от $4{,}8$ до $5{,}2$ Ом:

$$I_{\text{мин}}=\dfrac{4{,}5}{5{,}2}\approx0{,}865\text{ А},\quad I_{\text{макс}}=\dfrac{4{,}5}{4{,}8}\approx0{,}938\text{ А}$$

Вопрос 3. Для лампы при $r=1$ Ом:

$$P_{\text{мин}}=0{,}865^2\cdot1\approx0{,}75\text{ Вт},\quad P_{\text{макс}}=0{,}938^2\cdot1\approx0{,}88\text{ Вт}$$

Для контроля возьмём точные $4$ Ом: ток $4{,}5:5=0{,}9$ А, мощность $0{,}81$ Вт. Это лежит внутри промежутка.

Ответ

1) от 3,8 Ом до 4,2 Ом; 2) от 0,87 А до 0,94 А; 3) от 0,75 Вт до 0,88 Вт
Другие задания по теме «Измерения с Учётом Погрешности» (8)