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 $84\%$.
η₁ ≈ 84 %