Global EE

Электричество — Задание 16 ОГЭ по физике №00018193

Задание №16. Описание Исследований

Электричество

№2. Задание 16

ID: 00018193

В справочнике физических свойств различных материалов представлена таблица (плотность, удельное сопротивление и др.).

Вещество

Плотность в твёрдом состоянии, $\dfrac{\text{г}}{\text{см}^3}$

Удельное электрическое сопротивление (при $20\ ^\circ\text{C}$), $\dfrac{\text{Ом}\cdot\text{мм}^2}{\text{м}}$

Алюминий

2,7

0,028

Железо

7,8

0,1

Константан (сплав)

8,8

0,5

Латунь

8,4

0,07

Медь

8,9

0,017

Никелин (сплав)

8,8

0,4

Нихром (сплав)

8,4

1,1

Серебро

10,5

0,016

Используя данные таблицы, выберите из предложенного перечня два верных утверждения. Запишите в ответе их номера.

1) При равных размерах проводник из константана и проводник из никелина будут иметь одинаковую массу.

2) При равных размерах проводник из меди будет иметь самую маленькую массу.

3) Проводники из железа и нихрома при одинаковых размерах будут иметь одинаковые электрические сопротивления.

4) При замене спирали электроплитки с нихромовой на латунную такого же размера электрическое сопротивление спирали не изменится.

5) При последовательном включении проводников из железа и никелина, имеющих одинаковые размеры, потребляемая мощность у железа будет в $4$ раза меньше.

Источник: ФИПИ

Решение

В таблице два столбца чисел, и у каждого своя роль.

Плотность отвечает за массу. При равных размерах объём $V$ одинаков, поэтому тяжелее тот проводник, у которого плотность больше:

$$m = \rho V$$

Удельное сопротивление отвечает за сопротивление. При равных размерах длина $l$ и площадь сечения $S$ одинаковы, поэтому сопротивление больше у того, у кого больше удельное сопротивление:

$$R = \rho_{\text{уд}}\dfrac{l}{S}$$

Теперь проверяем утверждения по порядку.

1. Плотность константана 8,8 г/см³, никелина — тоже 8,8 г/см³. Плотности равны, объёмы равны — массы одинаковы. Верно.

2. Самая маленькая масса будет у вещества с самой маленькой плотностью. Это алюминий (2,7 г/см³), а у меди плотность 8,9 г/см³ — одна из самых больших. Неверно.

3. Удельное сопротивление железа 0,1, нихрома — 1,1 Ом·мм²/м. Числа разные (отличаются в 11 раз), значит, и сопротивления разные. Неверно.

4. У нихрома 1,1, у латуни 0,07 Ом·мм²/м. Сопротивление латунной спирали будет намного меньше, то есть изменится. Неверно.

5. Удельное сопротивление железа 0,1, никелина — 0,4 Ом·мм²/м. Значит, при равных размерах сопротивление железного проводника в 4 раза меньше:

$$\dfrac{R_{\text{ж}}}{R_{\text{н}}} = \dfrac{0{,}1}{0{,}4} = \dfrac{1}{4}$$

Проводники включены последовательно, поэтому сила тока $I$ в них одна и та же. Мощность удобно записать через ток и сопротивление:

$$P = I^2 R$$

Ток одинаковый, значит, мощность меньше там, где меньше сопротивление, и во столько же раз. У железа мощность в 4 раза меньше, чем у никелина. Верно.

Верны утверждения 1 и 5.

Ответ

15

Видеоразбор

Другие задания по теме «Электричество» (8)