Электрические… — Задание 21 ЕГЭ по физике №00017061

Задание №21. Качественная Задача

Электрические Цепи

№2. Задание 21

ID: 00017061

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 и, используя законы постоянного тока, объясните, как изменится (увеличится, уменьшится) сила тока в цепи и напряжение на батарее при перемещении движка реостата в крайнее левое положение.

Рисунок к заданию 21 ЕГЭ по физике — Электрические Цепи

Источник: Сборник Гиголо

Решение

Идея

Это пара к предыдущей задаче — та же фотография цепи, но движок едет в крайнее левое положение. Соберём схему: источник с внутренним сопротивлением $$r$$ , последовательно резистор $$R_1$$ и реостат $$R_2$$ , амперметр меряет ток цепи, вольтметр стоит на клеммах батареи. Дальше всё решает закон Ома для полной цепи.

Шаг 1. Что меняется при сдвиге движка влево

По способу подключения данного реостата крайнее левое положение движка вводит в цепь наибольшую длину обмотки, то есть сопротивление реостата $$R_2$$ становится максимальным. Полное сопротивление $$R_1+R_2+r$$ растёт.

Шаг 2. Сила тока

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

Шаг 3. Напряжение на батарее

$U=\varepsilon-Ir$ : ток упал, значит внутренняя «потеря» $$Ir$$ стала меньше, и напряжение на клеммах батареи растёт.

Ответ: сила тока уменьшается, напряжение на батарее увеличивается.

Замечание: знак изменения определяется тем, что в крайнем положении движка в цепь вводится максимальное сопротивление реостата (см. подключение на рисунке).

Ответ

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

Видеоразбор

Другие задания по теме «Электрические Цепи» (8)