Исследование… — Задание 20 ЕГЭ по физике №00048095

Задание №20. Эксперимент

Исследование Зависимости

№2. Задание 20

ID: 00048095

Необходимо экспериментально изучить зависимость силы электрического тока, текущего в неразветвлённой цепи, от ЭДС батареи, входящей в состав этой цепи. Какие две схемы следует использовать для проведения такого исследования?

Рисунок к заданию 20 ЕГЭ по физике — Исследование Зависимости

В ответе запишите номера выбранных схем.

Источник: ФИПИ

Решение

Что тут происходит: в каждой схеме батарея (ЭДС и внутреннее сопротивление подписаны рядом с ней), резистор и амперметр. Нужно выбрать две схемы, на которых видно, как ток зависит только от ЭДС.

Ток в полной цепи — по закону Ома:

$I=\dfrac{\mathcal{E}}{R+r}$

На ток влияют ЭДС $\mathcal{E}$ , сопротивление резистора $$R$$ и внутреннее сопротивление батареи $$r$$ .

Шаг 1. Читаем схемы. 1: $$R$$ , $\mathcal{E}$ , $$r$$ . 2: $$2R$$ , $\mathcal{E}$ , $$r$$ . 3: $$R$$ , $2\mathcal{E}$ , $$r$$ . 4: $$R$$ , $\mathcal{E}$ , $$2r$$ . 5: $$2R$$ , $2\mathcal{E}$ , $$2r$$ .

Шаг 2. ЭДС у пары разная, а $$R$$ и $$r$$ — одинаковые. ЭДС $2\mathcal{E}$ — только в схемах 3 и 5, значит, одна из них в паре.

Шаг 3. Схема 5 ( $$2R$$ , $$2r$$ ): схем с $\mathcal{E}$ , $$2R$$ и $$2r$$ нет — напарника нет. Кстати, ток в ней $\dfrac{2\mathcal{E}}{2R+2r}=\dfrac{\mathcal{E}}{R+r}$ — такой же, как в схеме 1, хотя ЭДС вдвое больше: изменилось всё сразу, и эффекты погасили друг друга. Схема 3 ( $$R$$ , $$r$$ ): напарник с $\mathcal{E}$ , $$R$$ , $$r$$ — схема 1.

Итог: схемы 1 и 3.

Проверим себя: $I_1=\dfrac{\mathcal{E}}{R+r}$ , $I_3=\dfrac{2\mathcal{E}}{R+r}$ — ток вырос вдвое, и причина только в ЭДС.

Ответ

Другие задания по теме «Исследование Зависимости» (8)