Исследование… — Задание 20 ЕГЭ по физике №00051533

Задание №20. Эксперимент

Исследование Зависимости

№2. Задание 20

ID: 00051533

Необходимо экспериментально обнаружить зависимость силы тока, протекающего в цепи, от внутреннего сопротивления источника. Какие две электрические цепи, схемы которых приведены на рисунках, следует использовать для такого исследования? В ответ запишите номера выбранных схем.

Рисунок к заданию 20 ЕГЭ по физике — Исследование Зависимости

Подписи на схемах (ЭДС и внутреннее сопротивление источника; сопротивление резистора; в каждой цепи амперметр):

1) $\mathcal{E}$ , $$r$$ ; $$R$$ ; амперметр

2) $2\mathcal{E}$ , $$r$$ ; $$2R$$ ; амперметр

3) $2\mathcal{E}$ , $$2r$$ ; $$R$$ ; амперметр

4) $\mathcal{E}$ , $$r$$ ; $$2R$$ ; амперметр

5) $\mathcal{E}$ , $$2r$$ ; $$R$$ ; амперметр

Источник: Сборник Демидовой 2027

Решение

На рисунке пять цепей: источник (подписаны его ЭДС и внутреннее сопротивление), резистор и амперметр. Нужно выбрать две цепи, чтобы увидеть, как ток зависит от внутреннего сопротивления источника.

Ток в такой цепи — по закону Ома для полной цепи:

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

Он зависит от трёх величин. Изучаем роль $$r$$ — значит, у пары ЭДС и внешнее сопротивление $$R$$ должны совпадать, а $$r$$ — различаться.

Выпишем: 1) $\mathcal{E}$ , $$r$$ , $$R$$ ; 2) $2\mathcal{E}$ , $$r$$ , $$2R$$ ; 3) $2\mathcal{E}$ , $$2r$$ , $$R$$ ; 4) $\mathcal{E}$ , $$r$$ , $$2R$$ ; 5) $\mathcal{E}$ , $$2r$$ , $$R$$ .

ЭДС $\mathcal{E}$ и резистор $$R$$ одинаковы у схем 1 и 5, а внутренние сопротивления разные: $$r$$ и $$2r$$ . Это нужная пара.

Почему не другие: схема 3 отличается от 1 и внутренним сопротивлением, и ЭДС — по такой паре не понять, что повлияло на ток; у схем 2 и 4 разные ЭДС при одинаковом $$r$$ .

Проверим себя: если в схеме 5 заменить источник на источник с сопротивлением $$r$$ , она станет точной копией схемы 1.

Ответ

Другие задания по теме «Исследование Зависимости» (8)