Электрические… — Задание 21 ЕГЭ по физике №00016585

Задание №21. Качественная Задача

Электрические Цепи

№2. Задание 21

ID: 00016585

Схема, изображённая на рисунке, состоит из двух резисторов с различным сопротивлением, батарейки, обладающей внутренним сопротивлением, и измерительных приборов. Как изменятся показания идеальных амперметра и вольтметра (увеличатся, уменьшатся, не изменятся), если разомкнуть ключ К? Ответ поясните, указав, какие физические закономерности Вы использовали для объяснения.

Рисунок к заданию 21 ЕГЭ по физике — Электрические Цепи

Источник: ФИПИ

Решение

Что происходит

По схеме: батарейка с внутренним сопротивлением $$r$$ подключена к двум резисторам 2 Ом и 3 Ом, соединённым параллельно; ключ К включён последовательно с резистором 2 Ом. Амперметр измеряет полный ток в цепи, вольтметр — напряжение на клеммах батарейки.

Когда ключ замкнут, внешнее сопротивление: $R_1 = \frac{2 \cdot 3}{2 + 3} = 1{,}2$ Ом.

Когда ключ разомкнут, ветвь 2 Ом отключается, и остаётся один резистор 3 Ом. Внешнее сопротивление: $$R_2 = 3$$ Ом.

Внешнее сопротивление увеличилось.

Почему (законы)

Амперметр: по закону Ома для полной цепи $I = \frac{\varepsilon}{R_{\text{внеш}} + r}$ . ЭДС $\varepsilon$ и внутреннее сопротивление $$r$$ не изменились, а $R_{\text{внеш}}$ выросло — значит ток $$I$$ уменьшился. Амперметр покажет меньшее значение.

Вольтметр измеряет напряжение на клеммах: $U = \varepsilon - I \cdot r$ . Ток $$I$$ уменьшился → падение напряжения на внутреннем сопротивлении $I \cdot r$ уменьшилось → $$U$$ увеличилось. Вольтметр покажет большее значение.

Итог. Показания амперметра уменьшатся, показания вольтметра увеличатся.

Ответ

Показания амперметра уменьшатся, показания вольтметра увеличатся.

Другие задания по теме «Электрические Цепи» (8)