Номер 1286, страница 290 - гдз по физике 10 класс сборник задач Дорофейчик, Белая

1286. На рисунке 298 приведены графики зависимости силы тока, протекающего через фоторезистор, от приложенного к нему напряжения. Какой график относится к ярко освещенному фоторезистору, а какой — к слабо освещенному?

$I$

A

B

0

$U$

Рис. 298

Решение

Фоторезистор представляет собой полупроводниковый прибор, электрическое сопротивление которого уменьшается при увеличении интенсивности падающего на него света. Иными словами, чем ярче свет, тем меньше сопротивление фоторезистора.

Зависимость между силой тока $I$, напряжением $U$ и сопротивлением $R$ описывается законом Ома для участка цепи:

$I = \frac{U}{R}$

Из этой формулы можно выразить сопротивление: $R = \frac{U}{I}$.

На представленных графиках показана зависимость силы тока $I$ (ось Y) от напряжения $U$ (ось X). Давайте сравним сопротивления, соответствующие графикам A и B. Для этого выберем на оси напряжений произвольное значение $U_0$ и посмотрим, какие значения силы тока ему соответствуют на каждом из графиков.

Из графика видно, что при одном и том же напряжении $U_0$ сила тока $I_A$, соответствующая графику A, больше силы тока $I_B$, соответствующей графику B ($I_A > I_B$).

Сравним сопротивления $R_A$ и $R_B$:

$R_A = \frac{U_0}{I_A}$

$R_B = \frac{U_0}{I_B}$

Поскольку $I_A > I_B$, а напряжение $U_0$ одинаково, то знаменатель в выражении для $R_A$ больше, чем в выражении для $R_B$. Следовательно, сопротивление $R_A$ меньше сопротивления $R_B$ ($R_A < R_B$).

Другой способ анализа — через наклон графика. Наклон (тангенс угла наклона к оси U) для данных графиков равен отношению $\frac{I}{U}$. Из закона Ома $\frac{I}{U} = \frac{1}{R}$. Это означает, что чем круче идет график (чем больше его наклон), тем меньше сопротивление проводника.

График A имеет больший наклон, чем график B. Следовательно, сопротивление, соответствующее графику A, меньше сопротивления, соответствующего графику B.

Так как меньшее сопротивление фоторезистора соответствует большей освещенности, можно сделать вывод:

• График A (меньшее сопротивление $R_A$) соответствует ярко освещенному фоторезистору.
• График B (большее сопротивление $R_B$) соответствует слабо освещенному фоторезистору.

Ответ: График А относится к ярко освещенному фоторезистору, а график В — к слабо освещенному.