Ученик изучает законы постоянного тока. В его распоряжении имеется пять аналогичных электрических цепей (см. рисунок) с различными источниками и внешними сопротивлениями. Характеристики цепей: Цепь 1 — ЭДС 6 В, внутреннее сопротивление 1,0 Ом, внешнее сопротивление 5 Ом Цепь 2 — ЭДС 9 В, внутреннее сопротивление 0,5 Ом, внешнее сопротивление 8 Ом Цепь 3 — ЭДС 8 В, внутреннее сопротивление 1,5 Ом, внешнее сопротивление 16 Ом Цепь 4 — ЭДС 9 В, внутреннее сопротивление 1,5 Ом, внешнее сопротивление 8 Ом Цепь 5 — ЭДС 6 В, внутреннее сопротивление 0,5 Ом, внешнее сопротивление 16 Ом Какие две цепи необходимо взять ученику для того, чтобы на опыте обнаружить зависимость силы тока, протекающего в цепи, от внутреннего сопротивления источника? Запишите в ответе номера выбранных цепей.

Задание 11 ЕГЭ по физике: Ученик изучает законы постоянного тока. В его распоряжении…

№2. Задание 11

ID: 00025804

Ученик изучает законы постоянного тока. В его распоряжении имеется пять аналогичных электрических цепей (см. рисунок) с различными источниками и внешними сопротивлениями. Характеристики цепей:

Цепь 1 — ЭДС 6 В, внутреннее сопротивление 1,0 Ом, внешнее сопротивление 5 Ом
Цепь 2 — ЭДС 9 В, внутреннее сопротивление 0,5 Ом, внешнее сопротивление 8 Ом
Цепь 3 — ЭДС 8 В, внутреннее сопротивление 1,5 Ом, внешнее сопротивление 16 Ом
Цепь 4 — ЭДС 9 В, внутреннее сопротивление 1,5 Ом, внешнее сопротивление 8 Ом
Цепь 5 — ЭДС 6 В, внутреннее сопротивление 0,5 Ом, внешнее сопротивление 16 Ом

Какие две цепи необходимо взять ученику для того, чтобы на опыте обнаружить зависимость силы тока, протекающего в цепи, от внутреннего сопротивления источника? Запишите в ответе номера выбранных цепей.

Источник: ФИПИ

Решение

Ученик хочет проверить, как сила тока в цепи зависит именно от внутреннего сопротивления источника r. Чтобы опыт был честным, все остальные величины — и ЭДС источника, и внешнее сопротивление R — должны остаться одинаковыми у сравниваемых цепей: иначе непонятно, из-за чего именно изменился ток.

Сила тока в полной цепи находится по закону Ома для полной цепи: $I=\dfrac{\varepsilon}{R+r}$ . Чтобы разница токов объяснялась только разными r, нужны две цепи с одинаковыми ε и R.

Смотрим на характеристики: у цепи 2 $\varepsilon=9$ В и $R=8$ Ом; у цепи 4 тоже $\varepsilon=9$ В и $R=8$ Ом. При этом внутренние сопротивления разные: $r_2=0{,}5$ Ом и $r_4=1{,}5$ Ом.

Остальные пары такого совпадения не дают — у них либо разная ЭДС, либо разное внешнее сопротивление.

Значит, для опыта подходят цепи 2 и 4.

Ответ