Используя источник тока, вольтметр, амперметр, ключ, реостат, соединительные провода, резистор, соберите экспериментальную установку для определения мощности, выделяемой на резисторе при силе тока 0,4 А. Погрешность измерения взять равной половине цены деления прибора. В ответе: 1) сделайте рисунок экспериментальной установки; 2) запишите формулу для расчёта мощности электрического тока; 3) укажите результаты измерений (с учётом абсолютных погрешностей измерений); 4) запишите численное значение мощности электрического тока
от

1 Ответ

1) Рисунок экспериментальной установки:

Представьте, что ваша схема выглядит следующим образом:

```
[Источник тока] --- [Ключ] --- +--- [Резистор R] --- [Амперметр]
                   |             |
                   +--- [Вольтметр]  
                   |
                 [Реостат]
```

В этой схеме:
- Источник тока соединён с ключом для управления цепью.
- Резистор подключен последовательно с амперметром для измерения силы тока, проходящего через него.
- Вольтметр подключён параллельно резистору для измерения напряжения на нём.
- Реостат используется для регулировки силы тока в цепи.

2) Формула для расчёта мощности электрического тока:

Мощность (P), выделяемая на резисторе, может быть рассчитана по формуле:

P = I² * R

где:
- P — мощность в ваттах (Вт),
- I — сила тока в амперах (А),
- R — сопротивление резистора в омах (Ω).

3) Укажите результаты измерений (с учётом абсолютных погрешностей измерений):

Предположим, что амперметр показывает силу тока I = 0.4 А с ценой деления 0.1 А. Погрешность измерения силы тока будет составлять половину цены деления:

Погрешность I = ±0.05 А.

Теперь, предположим, что вольтметр показывает напряжение U на резисторе 8 В с ценой деления 0.1 В. Погрешность будет равна:

Погрешность U = ±0.05 В.

Итак, результаты измерений можно записать следующим образом:

I = 0.4 ± 0.05 А  
U = 8.0 ± 0.05 В  

4) Численное значение мощности электрического тока:

Сначала необходимо определить сопротивление резистора (R), используя закон Ома:

U = I * R  
=> R = U / I = 8.0 / 0.4 = 20 Ω

Теперь подставляем данные в формулу для мощности:

P = I² * R = (0.4)² * 20 = 0.16 * 20 = 3.2 Вт.

Таким образом, численное значение мощности электрического тока составляет 3.2 Вт.

Учитывая погрешности, можно оценить (для простоты) влияние погрешности на мощность:

Погрешность P может быть оценена с помощью закона пропорциональности:

ΔP = P * (ΔI/I + ΔU/U)

Для упрощения расчетов можем взять:

ΔI ≈ 0.05 A и ΔU ≈ 0.05 V; тогда ΔR = R * (ΔU / U + ΔI / I)

Подставив значения, вы сможете получить более точные пределы для мощности. Однако без точного значения R, это будет примерная оценка.
от