Электрические… — Задание 21 ЕГЭ по физике №00009503

Дано:

Цепь: источник ($\varepsilon$, $r$), резисторы $R_1$, $R_2$, конденсатор $C$, ключ $K$. Приборы идеальные: $R_A = 0$, $R_V = \infty$.

Найти:

Как изменятся показания амперметра и вольтметра при замыкании ключа К?

Решение:

До замыкания ключа:

Ключ разомкнут длительное время — конденсатор заряжен максимально, ток через него не течёт. Цепь разорвана, поэтому: $$I_{\text{до}} = 0 \text{ А}$$ Вольтметр подключён к клеммам источника. При нулевом токе падение напряжения на внутреннем сопротивлении равно нулю: $$U_V^{\text{до}} = \varepsilon - I \cdot r = \varepsilon$$

После замыкания ключа:

В установившемся режиме конденсатор снова заряжен полностью — ток через него не течёт. Ток течёт через резисторы $R_1$ и $R_2$: $$I_{\text{после}} = \frac{\varepsilon}{R_1 + R_2 + r} \gt 0$$ Амперметр показывает ненулевой ток — показания амперметра увеличиваются. Напряжение на вольтметре (клеммное напряжение источника): $$U_V^{\text{после}} = \varepsilon - I_{\text{после}} \cdot r \lt \varepsilon$$ Показания вольтметра уменьшаются, так как появился ток и возникло падение напряжения на внутреннем сопротивлении.