Задание 21 ЕГЭ по физике: На рисунке показана принципиальная схема электрической цепи,… | Global EE
№2. Задание 21
ID: 00003105
На рисунке показана принципиальная схема электрической цепи, состоящей из источника тока с отличным от нуля внутренним сопротивлением, резистора, реостата и измерительных приборов — идеального амперметра и идеального вольтметра. Используя законы постоянного тока, проанализируйте эту схему и выясните, как будут изменяться показания приборов при перемещении движка реостата вправо.
Источник: ФИПИ
Решение
Дано:
ЭДС источника \mathcal{E}, внутреннее сопротивление r; резистор R_1 и реостат R_2 соединены параллельно; движок реостата перемещается вправо — сопротивление R_2 уменьшается. Амперметр — в неразветвлённой части цепи, вольтметр — на клеммах источника.
Найти:
как изменятся показания амперметра и вольтметра.
Решение:
Эквивалентное сопротивление параллельного соединения:
\frac{1}{R_{\text{вн}}} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2}
При уменьшении R_2 слагаемое \tfrac{1}{R_2} растёт → сумма растёт → R_{\text{вн}}уменьшается.
Ток по закону Ома для полной цепи:
I = \frac{\mathcal{E}}{R_{\text{вн}} + r}
При уменьшении R_{\text{вн}} знаменатель уменьшается → Iувеличивается.
Показания амперметра увеличиваются.
Напряжение на клеммах источника:
U = \mathcal{E} - I\,r
При увеличении I произведение I\,r растёт → Uуменьшается.
Показания вольтметра уменьшаются.
