Электрические… — Задание 21 ЕГЭ по физике №00016556

Задание №21. Качественная Задача

Электрические Цепи

№2. Задание 21

ID: 00016556

На фотографии изображена электрическая цепь, состоящая из резистора, реостата, ключа, цифровых вольтметра, подключённого к батарее, и амперметра. Используя законы постоянного тока, объясните, как изменится (увеличится или уменьшится) сила тока в цепи и напряжение на батарее при перемещении движка реостата в крайнее левое положение.

Ответ поясните, опираясь на физические законы.

Рисунок к заданию 21 ЕГЭ по физике — Электрические Цепи

Источник: ФИПИ

Решение

Что происходит

На фотографии собрана последовательная цепь: батарея с внутренним сопротивлением $$r$$ , реостат (0–6 Ом), резистор (1 Ом), амперметр и ключ. Вольтметр подключён к клеммам батареи.

Движок реостата уходит в крайнее левое положение — сопротивление реостата становится минимальным (0 Ом). Суммарное внешнее сопротивление уменьшается.

Почему (законы)

По закону Ома для полной цепи: $I = \frac{\varepsilon}{R_{\text{внеш}} + r}$

Знаменатель уменьшился → ток I увеличится.

Напряжение на клеммах батареи: $U = \varepsilon - I \cdot r$

Ток вырос → падение напряжения на внутреннем сопротивлении $I \cdot r$ увеличилось → напряжение на клеммах уменьшится.

Аналогия: чем больше «берёшь» из источника (больше ток), тем больше теряется внутри него, и на выходе остаётся меньше.

Итог. Сила тока в цепи увеличится; напряжение на батарее (показания вольтметра) уменьшится.

Ответ

Сила тока в цепи увеличится, напряжение на батарее уменьшится.

Видеоразбор

Другие задания по теме «Электрические Цепи» (8)