Соберите экспериментальную установку для определения работы электрического тока, совершаемой в резисторе, используя источник тока, вольтметр, амперметр, ключ, реостат, соединительные провода и резистор, обозначенный R2 При помощи реостата установите в цепи силу тока 1 А. Определите работу электрического тока в резисторе в течение 10 мин. Абсолютная погрешность измерения силы тока равна ±0,02 А, абсолютная погрешность измерения напряжения равна ±0,2 В. В ответе: 1) нарисуйте электрическую схему эксперимента; 2) запишите формулу для расчёта работы электрического тока; 3) укажите результаты измерения напряжения при силе тока 1 А (с учётом абсолютной погрешности измерений); 4) запишите численное значение работы электрического тока.
от

1 Ответ

Чтобы определить работу электрического тока в резисторе, выполняем следующие шаги:

1) Электрическая схема эксперимента:

Схема может выглядеть так:

```
[Источник тока] --- [Ключ] --- +--- [Резистор R2] --- [Амперметр]
                   |            |
                   +--- [Вольтметр]
                   |
                 [Реостат]
```

2) Формула для расчёта работы электрического тока:

Работа электрического тока (A) определяется по формуле:

A = U * I * t

где:
- A — работа в джоулях (Дж),
- U — напряжение в вольтах (В),
- I — сила тока в амперах (А),
- t — время в секундах (с).

3) Результаты измерения напряжения при силе тока 1 А:

Предположим, что при установленных условиях вольтметр показывает напряжение U, равное 8 В. Погрешность измерения напряжения составит ±0,2 В.

Таким образом, результаты измерений будут:
- Напряжение: U = 8,0 ± 0,2 В
- Сила тока: I = 1,0 ± 0,02 А

4) Численное значение работы электрического тока:

Подставляем значения в формулу для расчета работы. Время в нашем случае составляет 10 минут, что равно 600 секунд.

A = U * I * t

Таким образом, подставляем наилучшие значения:
A = 8 В * 1 А * 600 с = 4800 Дж

Теперь учитываем погрешности. Так как работа зависит от напряжения и силы тока, мы можем рассчитать погрешности отдельно.

Для расчета относительной погрешности работы:

ΔA/A = ΔU/U + ΔI/I

Где:
- ΔU = 0,2 В
- ΔI = 0,02 А

Относительные погрешности:
ΔU/U = 0,2/8 = 0,025
ΔI/I = 0,02/1 = 0,02

Теперь суммируем относительные погрешности:

ΔA/A = 0,025 + 0,02 = 0,045

Теперь найдем абсолютную погрешность работы:

ΔA = A * ΔA/A = 4800 Дж * 0,045 = 216 Дж

Итак, итоговое значение работы с учетом погрешности будет:

A = 4800 ± 216 Дж.

Таким образом, работа электрического тока в резисторе за 10 минут составляет 4800 ± 216 Дж.
от