Задание 21 ЕГЭ по физике · D542EB
Показания приборов в цепи
На рисунке показана принципиальная схема электрической цепи, состоящей из источника тока с отличным от нуля внутренним сопротивлением, резистора, реостата и измерительных приборов – идеального амперметра и идеального вольтметра. Как будут изменяться показания приборов при перемещении движка реостата вправо? Ответ поясните, указав, какие физические явления и закономерности Вы использовали для объяснения.
Развёрнутый ответ: проверяется по критериям ФИПИ.
Решение
В изображённой схеме реостат включён в цепь как переменное сопротивление. При перемещении его движка вправо длина участка проволоки, включённого в цепь, увеличивается, поэтому сопротивление реостата возрастает.
Реостат и резистор подключены параллельно, поэтому увеличение сопротивления ветви реостата приводит к увеличению общего сопротивления внешней цепи R.
Источник имеет внутреннее сопротивление r≠0. По закону Ома для полной цепи сила тока во внешней цепи равна
I=ER+r
При увеличении R знаменатель этой формулы увеличивается, поэтому сила тока в цепи уменьшается. Идеальный амперметр включён последовательно с источником и внешней цепью, следовательно, его показания уменьшатся.
Напряжение на внешней цепи равно напряжению на зажимах источника:
U=E−Ir
Так как при перемещении движка вправо сила тока I уменьшается, падение напряжения внутри источника Ir также уменьшается. Поэтому напряжение U на зажимах источника возрастает. Идеальный вольтметр подключён к этим зажимам, следовательно, его показания увеличатся.
Реостат и резистор подключены параллельно, поэтому увеличение сопротивления ветви реостата приводит к увеличению общего сопротивления внешней цепи R.
Источник имеет внутреннее сопротивление r≠0. По закону Ома для полной цепи сила тока во внешней цепи равна
I=ER+r
При увеличении R знаменатель этой формулы увеличивается, поэтому сила тока в цепи уменьшается. Идеальный амперметр включён последовательно с источником и внешней цепью, следовательно, его показания уменьшатся.
Напряжение на внешней цепи равно напряжению на зажимах источника:
U=E−Ir
Так как при перемещении движка вправо сила тока I уменьшается, падение напряжения внутри источника Ir также уменьшается. Поэтому напряжение U на зажимах источника возрастает. Идеальный вольтметр подключён к этим зажимам, следовательно, его показания увеличатся.
Пример ответа
При перемещении движка реостата вправо сопротивление реостата и общее внешнее сопротивление увеличиваются. Сила тока в цепи и показания амперметра уменьшаются, а напряжение на зажимах источника и показания вольтметра увеличиваются.
Источник: Открытый банк ФИПИ D542EB
Похожие задания
21На рисунке приведена электрическая цепь, состоящая из гальванического элемента, реостата, трансформатора…Показания приборов в цепи · E271E721В опыте по изучению фотоэффекта катод освещается зелёным светом, в результате чего в цепи возникает ток (рис.…Изменение фототока при фиолетовом свете · 00B1EF21Пластины большого по размерам плоского конденсатора расположены горизонтально на расстоянии d = 2 см друг от…Равновесие капли в конденсаторе · 075D3921К колебательному контуру подсоединили источник тока, на клеммах которого напряжение гармонически меняется с…Зависимость тока от индуктивности · 0A303921На рисунке 1 приведена зависимость внутренней энергии U 1 моль идеального одноатомного газа от его давления р…Переход из координат U–p в p–V · 0A953321Линзу удерживают на расстоянии 3 см от тетрадного листа с клетками, на котором нарисованы направленные в одну…Определение фокусного расстояния линзы · 0B795A
Нужен репетитор по физике?
Посмотрите репетиторов, которые ведут занятия в Precettore, или оставьте заявку — подберём сами.
Готовьтесь к ЕГЭ по физике в Precettore
Варианты с автопроверкой, домашние задания от репетитора, онлайн-доска и разбор ошибок — в одном кабинете. Регистрация бесплатная.