جواب فعالیت صفحه ۶۲ فیزیک (2) - ریاضی فیزیک

بازگشت به صفحه کتاب

فیزیک (2) - ریاضی فیزیک

فیزیک (2) - ریاضی فیزیک | ۲ـ۴ نیروی محرکهٔ الکتریکی و مدارها

صفحه ۶۲
سؤال 1

به کمک یک باتری، سیم‌های رابط، لامپ کوچک، ولت‌سنج و کلید، مداری همانند شکل روبه‌رو درست کنید. قبل از بستن کلید عددی را که ولت‌سنج نشان می‌دهد بخوانید. سپس کلید را ببندید و دوباره عددی را که ولت‌سنج نشان می‌دهد بخوانید. در کدام حالت ولت‌سنج عدد بزرگ‌تری را نشان می‌دهد؟ چرا؟
در ادامه با علت تفاوت این دو عدد آشنا خواهید شد.

شکل سؤال 1
پاسخ

پاسخ:

ابتدا مدار را می‌سازیم. ولت‌سنج موازی با باتری بسته می‌شود و لامپ و کلید به‌صورت سری با باتری قرار می‌گیرند.

الف) قبل از بستن کلید:
کلید باز است، پس مدار بسته نیست و جریانی در مدار برقرار نمی‌شود. در این حالت ولت‌سنج عددی را نشان می‌دهد که برابر نیروی محرکهٔ الکتریکی باتری است. اگر این عدد را \(V_1\) بنامیم:

\[V_1 = \mathcal{E}\]

ب) بعد از بستن کلید:
کلید بسته می‌شود، جریان از باتری و لامپ عبور می‌کند و لامپ روشن می‌شود. ولت‌سنج عدد \(V_2\) را نشان می‌دهد.

ج) مقایسه و نتیجه:
عددی که ولت‌سنج قبل از بستن کلید نشان می‌دهد، بزرگ‌تر است. یعنی:

\[V_1 > V_2\]

چرا؟
وقتی مدار بسته نیست، بار الکتریکی در مدار جریان ندارد و باتری انرژی خود را صرف جریان دادن نمی‌کند. بنابراین ولت‌سنج تمام نیروی محرکهٔ باتری را نشان می‌دهد. وقتی کلید بسته می‌شود و جریان برقرار می‌شود، بخشی از انرژی باتری صرف عبور جریان از داخل خود باتری می‌شود و عدد ولت‌سنج کمی کم می‌شود. علت دقیق این اختلاف را در درس بعد بررسی خواهیم کرد.

فعالیت‌های این فصل
همه فعالیت‌های «جریان الکتریکی و مدارهای جریان مستقیم» اینجاست.

«فعالیت ۲ـ۴»

|

صفحه ۶۲
در حال مشاهده
صفحه ۶۲