ГДЗ по физике, 8 класс, Перышкин, номер p236.1

План решения:

Для выполнения задания необходимо проанализировать конструкцию реостата и вспомнить закон, связывающий сопротивление проводника с его геометрическими параметрами. Сопротивление однородного проводника прямо пропорционально его длине: R=ρl/S, где ρ — удельное сопротивление материала, l — длина участка цепи, S — площадь поперечного сечения.

Ход рассуждений:

1. Конструкция реостата. Реостат представляет собой катушку с намотанным на неё проводником (обычно из нихрома или константана). Ползунок (подвижный контакт) замыкает цепь в определённой точке этой спирали. В работу включается только та часть витков, которая находится между одним из крайних выводов катушки и ползунком.

2. Анализ положения ползунка. Предположим стандартную схему подключения, когда ток входит через нижний левый вывод и выходит через верхний правый (или наоборот, суть не меняется для изменения длины).

• Если ползунок находится в крайнем левом положении, он касается начала обмотки (ближе к левому выводу). Длина включённого в цепь участка проводника минимальна (стремится к нулю или равна сопротивлению самого контакта/короткого участка).
• Если ползунок перемещается вправо, он «отрезает» всё больше витков от неиспользуемой части и включает их в рабочую цепь. Длина активного участка l увеличивается.
• В крайнем правом положении ползунок находится на конце обмотки. В цепь включена вся длина намотанного провода. Это максимальная возможная длина l_max.

Вычисление и вывод:

Так как материал (ρ) и толщина проволоки (S) неизменны, изменение сопротивления зависит исключительно от изменения длины l.

При движении ползунка от левого края к правому длина рабочей части проводника возрастает от минимальной до максимальной. Следовательно, согласно формуле R=ρl/S, сопротивление реостата также возрастает от минимального значения (близкого к нулю) до максимального номинального значения реостата.

Проверка:

Логика верна: чем длиннее путь тока по спиральной проволоке, тем больше столкновений электронов с атомами кристаллической решётки, тем выше электрическое сопротивление. Таким образом, предположение подтверждается теоретически.