Номер 6, страница 97 - гдз по физике 8 класс учебник Исаченкова, Громыко

6. Резистор сопротивлением $R = 12 \text{ Ом}$ подключен последовательно с лабораторным реостатом (рис. 154, 155) к источнику напряжения $U = 4,5 \text{ В}$. Какой будет сила тока в цепи при крайних положениях ползунка реостата и при установке его на середину?

Дано:

Сопротивление резистора $R = 12$ Ом

Напряжение источника $U = 4,5$ В

Максимальное сопротивление лабораторного реостата $R_{р.макс} = 6$ Ом (принято как стандартное значение для школьных лабораторных реостатов, так как в условии не указано иное).

Найти:

$I$ — силу тока в цепи при крайних положениях ползунка реостата и при установке его на середину.

Решение:

Общее сопротивление цепи $R_{общ}$ при последовательном соединении резистора и реостата равно сумме их сопротивлений: $R_{общ} = R + R_р$, где $R_р$ — сопротивление части реостата, включенной в цепь. Сила тока в цепи определяется по закону Ома: $I = \frac{U}{R_{общ}}$.

Сила тока в цепи при крайних положениях ползунка реостата

Крайние положения соответствуют минимальному и максимальному сопротивлению реостата, включенному в цепь.

1. Минимальное сопротивление реостата (ползунок в крайнем левом положении, если судить по стандартным схемам): $R_{р.мин} = 0$ Ом.
Общее сопротивление цепи: $R_{общ1} = R + R_{р.мин} = 12 \text{ Ом} + 0 \text{ Ом} = 12 \text{ Ом}$.
Сила тока: $I_1 = \frac{U}{R_{общ1}} = \frac{4,5 \text{ В}}{12 \text{ Ом}} = 0,375 \text{ А}$.

2. Максимальное сопротивление реостата (ползунок в крайнем правом положении): $R_{р.макс} = 6$ Ом.
Общее сопротивление цепи: $R_{общ2} = R + R_{р.макс} = 12 \text{ Ом} + 6 \text{ Ом} = 18 \text{ Ом}$.
Сила тока: $I_2 = \frac{U}{R_{общ2}} = \frac{4,5 \text{ В}}{18 \text{ Ом}} = 0,25 \text{ А}$.

Ответ: в крайних положениях ползунка сила тока будет 0,375 А (при нулевом сопротивлении реостата) и 0,25 А (при максимальном сопротивлении реостата).

Сила тока в цепи при установке ползунка реостата на середину

В среднем положении сопротивление реостата, включенное в цепь, равно половине от максимального: $R_{р.сер} = \frac{R_{р.макс}}{2} = \frac{6 \text{ Ом}}{2} = 3$ Ом.

Общее сопротивление цепи: $R_{общ3} = R + R_{р.сер} = 12 \text{ Ом} + 3 \text{ Ом} = 15 \text{ Ом}$.

Сила тока: $I_3 = \frac{U}{R_{общ3}} = \frac{4,5 \text{ В}}{15 \text{ Ом}} = 0,3 \text{ А}$.

Ответ: при установке ползунка на середину сила тока составит 0,3 А.