<<< ВСЕ МАТЕРИАЛЫ
10 класс. Постоянный ток
Виртуальный эксперимент "Исследование зависимости КПД источника тока от нагрузки"
Для дистантного обучения. © 2019. Смирнов Н.В.

                          R = ом        
    t =   c                                    
                                               
                                     
                                               
                                     
                                               
                                               
                                               
 
Постоянный ток. Виртуальный эксперимент "Исследование зависимости КПД источника тока от нагрузки". Закон Ома для участка цепи. Сопротивление. Электродвижущая сила. Закон Ома для замкнутой цепи. КПД.
Установление характера зависимости одной величины от другой есть главнейшая задача экспериментальной физики. Вам предстоит установить такую зависимость I(R) и узнать её характерные особенности.
Вам дана схема электрической цепи с реостатом и батареей аккумуляторов. При каждом новом запуске страницы генерируются новые данные для расчёта схемы.
Задание: построить график зависимости силы КПД цепи от сопротивления нагрузки R.
Для этого нужно вводить величину сопротивления реостата (удобно от 0 до 10 Ом через каждый 1 Ом (хотя можно и иначе) в соответствующее поле, и, нажав кнопу "Изменить R", получить значение тока и напряжения. Полученные данные вносят в таблицу (см. ниже), которую нужно перенести в тетрадь. Заполнив таблицу, постройте в тетради график КПД(R), выбрав соответствующий масштаб осей по горизонтали и вертикали.
Как известно КПД источника тока можно подсчитать так: КПД = Pполезн/Pзатр. Мощность P = IU. Полезная мощность - это мощность,
выделяющаяся при нагревании током реостата сопротивлением R: Pполезн = IU. Затраченная мощность - это мощность, выделяющаяся
во всех элементах цепи, включая внутреннее сопротивление источника тока r: Pзатр= Iε. Тогда КПД = U/ε. Значит надо найти ε, а попутно и r.
Пользуясь графиком КПД(R) и данными таблицы, найдите ответы на вопросы, расположенные ниже. По окончании работы нажмите кнопку "Отвечаю"
и получите оценку за ответы на вопросы и в самом низу страницы вид графика КПД(R), с которым следует сравнить ваш результат.
Получаемые вами ответы следует округлять по правилам приближённых вычислений с погрешностью не более 10%.

Желаем успеха!

№ опыта 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Сопротивление реостата, Ом 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00 4.50 5.00 5.50 6.00 6.50 7.00 7.50 8.00 8.50 9.00 9.50 10.00
Сила тока в цепи, А                                        
Напряжение на реостате, В                                        
КПД, %                                        
1. Определите цену деления шкалы амперметра.
Ответ: А
2. Определите цену деления шкалы вольтметра.
Ответ: В
3. Начертите в тетради график зависимости КПД(R). Внимательно рассмотрите его, стараясь понять его особенности.
Установите характер зависимости (выберите одно правильное утверждение из списка):
1. Прямая пропорциональная зависимость.
2. Линейная зависимость.
3. Обратная.
4. Квадратичная.
5. Более сложная зависимость.
Ответ №:
4. Установите наличие/отсутствие ассимптот графика. Выберите одно правильное утверждение из списка:
1. График бесконечно стремится к вертикальной оси, не пересекая её.
2. График бесконечно стремится к горизонтальной линии 100%, не пересекая её.
3. У данного графика нет ассимптот.
Ответ №:
5. Установите характер функции КПД(R). Выберите одно правильное утверждение из списка:
1. Монотонно возрастяющая.
2. Монотонно убывающая.
3. Сначала быстро возрастает, потом медленно убывает..
Ответ:
6. Укажите, при каком сопротивлении реостата достигается максимальный КПД?
1. 0 Ом.
2. 1 Ом.
3. 10 Ом.
4. ∞
Ответ №:
7. Каково внутреннее сопротивление источника тока?
Ответ: Ом
8. Каков КПД источника тока при коротком замыкании?
Ответ №: %
9. При каком сопротивлении КПД источника равно 50%?
Ответ: Ом
10. Какова максимальная полная мощность, выделяемая источником тока?
Ответ: Вт
11. Какое количество теплоты выделится за t мин в реостате при сопротивлении нагрузки 5 Ом? (Время t указано в карточках.)
Ответ: Дж
12. Вычислите э. д. с. батареи.
Ответ: В
13. Как добиться КПД = 100% от источника тока? Из предложенных ниже утверждений выберите одно правильное.
1. Надо сделать сопротивление нагрузки равным 0.
2. Надо сделать сопротивление нагрузки бесконечно больщим.
3. Надо выбрать сопротивление нагрузки по возможности максимальным.
4. Надо выбрать сопротивление нагрузки равным внутреннему сопротивлению источника тока.
Ответ №: