Электрические… — Задание 21 ЕГЭ по физике №00017060

Задание №21. Качественная Задача

Электрические Цепи

№2. Задание 21

ID: 00017060

На фотографии изображена электрическая цепь, состоящая из резистора, реостата, ключа, цифрового вольтметра, подключённого к батарее, и амперметра (см. рисунок).

Составьте принципиальную электрическую схему этой цепи. Используя законы постоянного тока, объясните, как изменится (увеличится, уменьшится) сила тока в цепи и напряжение на батарее при перемещении движка реостата в крайнее правое положение.

Рисунок к заданию 21 ЕГЭ по физике — Электрические Цепи

Источник: Сборник Гиголо

Решение

Идея

Сначала мысленно соберём схему: источник с внутренним сопротивлением $$r$$ , последовательно с ним резистор $$R_1$$ и реостат $$R_2$$ , амперметр в общей ветви (он меряет ток цепи), а вольтметр — на клеммах батареи. Резистор и реостат соединены последовательно, ток у них общий. Дальше — закон Ома для полной цепи.

Шаг 1. Что меняется при сдвиге движка вправо

В крайнем правом положении в цепь вводится максимальная часть реостата, то есть его сопротивление $$R_2$$ становится наибольшим. Полное сопротивление цепи $$R_1+R_2+r$$ растёт.

Шаг 2. Сила тока

Закон Ома для полной цепи: $I=\dfrac{\varepsilon}{R_1+R_2+r}.$ ЭДС постоянна, знаменатель увеличился — значит ток уменьшается. Амперметр покажет меньше.

Шаг 3. Напряжение на батарее

Вольтметр на клеммах батареи показывает $U=\varepsilon-Ir$ . ЭДС постоянна, ток упал — «просадка» $$Ir$$ внутри источника стала меньше, поэтому напряжение на батарее растёт.

Ответ

В крайнем правом положении сопротивление реостата максимально: сила тока в цепи уменьшается, а напряжение на батарее (вольтметр) растёт.

Видеоразбор

Другие задания по теме «Электрические Цепи» (8)