ID: 00017168
Ученик собрал электрическую цепь, состоящую из батарейки (1), реостата (2), ключа (3), амперметра (4) и вольтметра (5). После этого он измерил напряжение на полюсах источника тока и силу тока в цепи при различных положениях ползунка реостата (см. фотографии). По показаниям приборов в двух опытах: U_1 = 3,2 В, I_1 = 0,5 А; U_2 = 2,6 В, I_2 = 1 А. Определите КПД источника тока в первом опыте.
(см. рисунок)
Источник: Сборник Гиголо
КПД источника — это доля «полезного» напряжения (на внешней цепи) от полной ЭДС: \eta=\dfrac{U}{E}. Самой ЭДС и внутреннего сопротивления мы не знаем, но два опыта дают два уравнения закона Ома для полной цепи — из них найдём и E, и r.
Закон Ома для полной цепи: U=E-Ir. Для двух опытов: 3,2=E-0,5r и 2,6=E-1,0r. Вычитаем: 0,6=0,5r, значит r=1,2 Ом. Тогда E=3,2+0,5\cdot1,2=3,8 В.
\eta_1=\dfrac{U_1}{E}=\dfrac{3,2}{3,8}\approx0,84, то есть около 84\%.
Ответ: \eta_1\approx84\%.
η₁ ≈ 84 %