ID: 00017489
На рисунке изображена схема, содержащая источник тока с некоторым внутренним сопротивлением, резистор, реостат, амперметр и вольтметр.
Как изменятся показания амперметра и вольтметра, если передвинуть ползунок реостата вправо?
Источник: ФИПИ
Читаем схему. Амперметр включён в общий провод сразу за источником — он показывает полный ток, отдаваемый источником. Вольтметр подключён прямо к клеммам источника — он показывает напряжение на клеммах $U=\mathscr{E}-Ir$. Резистор $R_1$ и реостат $R_2$ включены между одними и теми же узлами, то есть соединены параллельно. Двигаем ползунок $R_2$ — меняется ток и напряжение во всей цепи.
Ток входит в реостат через левый вывод и выходит через движок; работает участок от вывода до движка. Сдвигаем ползунок вправо — этот участок удлиняется, поэтому сопротивление реостата $R_2$ увеличивается.
Внешний участок — параллель $R_{12}=\dfrac{R_1 R_2}{R_1+R_2}$. Если увеличивать $R_2$, то и $R_{12}$ растёт (приближается к $R_1$). Значит, полное сопротивление цепи $R_{12}+r$ увеличивается.
По закону Ома для полной цепи $I=\dfrac{\mathscr{E}}{R_{12}+r}$. Знаменатель вырос — ток уменьшился. Амперметр показывает меньше.
На клеммах источника $U=\mathscr{E}-Ir$. ЭДС $\mathscr{E}$ и $r$ постоянны, а ток $I$ уменьшился, поэтому слагаемое $Ir$ стало меньше, и разность $U=\mathscr{E}-Ir$ выросла. Вольтметр показывает больше.
Показание амперметра уменьшится, показание вольтметра увеличится. При сдвиге ползунка вправо сопротивление реостата $R_2$ увеличивается, общее сопротивление параллельного участка $R_1\parallel R_2$ растёт, поэтому ток через источник (амперметр) уменьшается. Из-за уменьшения тока падение напряжения на внутреннем сопротивлении $Ir$ становится меньше, и напряжение на клеммах источника $U=\mathscr{E}-Ir$ (вольтметр) увеличивается.