Электричество — Задание 17 ОГЭ по физике №00045333

Что тут происходит. Прибора, который сразу показывает сопротивление (омметра), в наборе нет. Зато есть амперметр и вольтметр. Значит, сопротивление найдём косвенно: измерим, какой ток идёт через резистор $R_3$ и какое напряжение на нём, а потом воспользуемся законом Ома.

Шаг 1 — схема. Источник тока, ключ, реостат, амперметр и резистор $R_3$ соединяем друг за другом в одну замкнутую цепочку (последовательно). Амперметр стоит в этой же цепочке, потому что при последовательном соединении ток во всех элементах одинаковый — сколько прошло через амперметр, столько прошло и через резистор. Вольтметр подключаем «мостиком» прямо к двум выводам $R_3$ (параллельно): он сравнивает концы резистора и показывает напряжение именно на нём.

Шаг 2 — выставляем ток. Перед тем как замкнуть ключ, ставим ползунок реостата на наибольшее сопротивление, затем плавно уменьшаем его, пока амперметр не покажет $0{,}5$ А, как требует условие.

Шаг 3 — формула. Закон Ома для участка цепи говорит, что ток прямо пропорционален напряжению и обратно пропорционален сопротивлению: $I=\dfrac{U}{R}$. Выражаем отсюда сопротивление: $$R=\dfrac{U}{I}$$

Шаг 4 — прямые измерения с погрешностями. Сила тока: $I=(0{,}50\pm0{,}02)$ А. Напряжение снимаем с вольтметра; в образце выполнения на стандартном комплекте (комплект № 3 ФИПИ) он показывает $U=(4{,}0\pm0{,}2)$ В. На твоей установке показание может немного отличаться — тогда записываешь своё число с той же погрешностью $\pm0{,}2$ В.

Шаг 5 — расчёт. Делим напряжение на силу тока: $$R=\dfrac{4{,}0\ \text{В}}{0{,}50\ \text{А}}=8\ \text{Ом}$$

Насколько точен результат. Напряжение известно с точностью до $\dfrac{0{,}2}{4{,}0}=5\ \%$, ток — до $\dfrac{0{,}02}{0{,}50}=4\ \%$. Крайние значения отношения: $\dfrac{3{,}8}{0{,}52}\approx7{,}3$ Ом и $\dfrac{4{,}2}{0{,}48}\approx8{,}8$ Ом. Значит, $R\approx8$ Ом с точностью примерно $\pm0{,}7$ Ом. Считать погрешность сопротивления в бланке не требуется — но так видно, что результат честный.

Проверим себя. Сопротивление — свойство самого резистора и не зависит от выбранного тока: если бы реостатом выставили ток вдвое меньше, вольтметр показал бы вдвое меньшее напряжение, а их отношение осталось бы тем же.