Электродинамика — Задание 20 ОГЭ по физике №00040033

Сначала разберёмся, как именно собрана схема — от этого зависит всё остальное. По рисунку видно: ток из источника сначала проходит через $R_1$, а потом дорога раздваивается — одна ветка идёт через $R_2$, другая через $R_3$ (в неё же включён амперметр). Значит, $R_2$ и $R_3$ соединены параллельно между собой, а $R_1$ включён с этой парой последовательно.

Важная деталь: амперметр стоит только в ветке с $R_3$. Значит, его показание $I_3=2$ А — это ток именно через $R_3$, а не весь ток цепи. Сопротивление у амперметра считаем нулевым (его для того и делают, чтобы он не влиял на цепь).

Что дано. $R_1=10$ Ом, $R_2=5$ Ом, $R_3=5$ Ом, $I_3=2$ А. Найти $U_1$.

Шаг 1. Напряжение на параллельном участке. Применим закон Ома к ветке с $R_3$:

$$U_3=I_3R_3=2\cdot5=10\ \text{В}$$

У параллельно соединённых участков напряжение одинаковое — они присоединены к одной и той же паре точек. Значит, и на $R_2$ тоже $10$ В: $U_2=U_3=10$ В.

Шаг 2. Ток во второй ветке.

$$I_2=\frac{U_2}{R_2}=\frac{10}{5}=2\ \text{А}$$

Шаг 3. Полный ток. В точке разветвления ток делится, поэтому до разветвления он равен сумме токов веток:

$$I=I_2+I_3=2+2=4\ \text{А}$$

Этот же ток течёт через $R_1$, потому что $R_1$ стоит последовательно — весь ток цепи обязан пройти через него.

Шаг 4. Напряжение на $R_1$.

$$U_1=IR_1=4\cdot10=40\ \text{В}$$

Типичная ошибка. Многие подставляют показание амперметра прямо в $U_1=I_3R_1=2\cdot10=20$ В. Это неверно вдвое: амперметр меряет ток только одной ветки, а через $R_1$ идёт ток обеих.