[рис.] В схеме на рисунке сопротивление резистора и полное сопротивление реостата равны R, ЭДС батарейки равна Е, ее внутреннее сопротивление ничтожно ( $r = 0$ ). Как ведут себя (увеличиваются, уменьшаются, остаются постоянными) показания идеального вольтметра при перемещении движка реостата из крайнего верхнего в крайнее нижнее положение? Ответ поясните, указав, какие физические закономерности Вы использовали для объяснения.
💡 Пошаговый разбор и решение:
Вольтметр подключают параллельно к тому участку, на котором нужно измерить напряжение. При этом, естественно, часть тока в цепи начинает течь через сам вольтметр. Тем самым вольтметр вносит возмущение в цепь и показывает напряжение, которое отличается от реального (когда вольтметра нет). Идеальным вольтметром называют прибор, который данной проблемой не страдает. То есть он имеет бесконечное собственное сопротивление. Действительно, рассмотрим положение ползунка реостата, когда он полностью выключен. При параллельном соединении напряжения совпадают:
$I_RR=U_V=I_VR_V = сильно I_V= $\frac{I_RR}{R_V}$ =0$
При перемещении ползунка реостата к бесконечному сопротивлению вольтметра прибавляется конечное сопротивление реостата, при этом вольтметр не перестает быть идеальным, ток через него, а значит, и через реостат не течет. Полное сопротивление цепи не изменяется, а значит, полный ток в цепи также остается неизменным $( R_н = $\frac{R ( R_V + R_р )}{R + R_V + R_р}$ =R$ по закону Ома для полной цепи $I= $\frac{E}{R_н}$ )$ ) Следовательно, на сопротивлении падает одинаковое напряжение при любом положении ползунка ( $U=IR$ ), то есть показания вольтметра не изменяются.
$I_RR=U_V=I_VR_V = сильно I_V= $\frac{I_RR}{R_V}$ =0$
При перемещении ползунка реостата к бесконечному сопротивлению вольтметра прибавляется конечное сопротивление реостата, при этом вольтметр не перестает быть идеальным, ток через него, а значит, и через реостат не течет. Полное сопротивление цепи не изменяется, а значит, полный ток в цепи также остается неизменным $( R_н = $\frac{R ( R_V + R_р )}{R + R_V + R_р}$ =R$ по закону Ома для полной цепи $I= $\frac{E}{R_н}$ )$ ) Следовательно, на сопротивлении падает одинаковое напряжение при любом положении ползунка ( $U=IR$ ), то есть показания вольтметра не изменяются.
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 167754 • Задание №17
Используя динамометр № 1, стакан с водой, цилиндр № 3, соберите экспериментальную установку для определения вы...
ID 105759 • Задание №12
Изучалась зависимость температуры тела от времени его нагревания. На рисунке точками указаны результаты измере...
Официальные критерии проверки ФИПИ:
Критерии проверки:
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Приведен правильный ответ и представлено полное верное объяснение с указанием наблюдаемых явлений и законов (в данном случае: закон Ома для полной цепи). | 3
Дан правильный ответ, и приведено объяснение, но в решении имеются следующие недостатки.
В объяснении не указано или не используется одно из физических явлений, свойств, определений или один из законов (формул), необходимых для полного верного объяснения. (Утверждение, лежащее в основе объяснения, не подкреплено соответствующим законом, свойством, явлением, определением и т. п.)
ИЛИ
Объяснения представлены не в полном объеме, или в них содержится один логический недочет. | 2
Представлено решение, соответствующее одному из следующих случаев.
Дан правильный ответ на вопрос задания и приведено объяснение, но в нем не указаны два явления или физических закона, необходимых для полного верного объяснения.
ИЛИ
Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но имеющиеся рассуждения, направленные на получение ответа на вопрос задания, не доведены до конца.
ИЛИ
Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но имеющиеся рассуждения, приводящие к ответу, содержат ошибки.
ИЛИ
Указаны не все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но имеются верные рассуждения, направленные на решение задачи. | 1
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла. | 0
Максимальный балл | 3
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Приведен правильный ответ и представлено полное верное объяснение с указанием наблюдаемых явлений и законов (в данном случае: закон Ома для полной цепи). | 3
Дан правильный ответ, и приведено объяснение, но в решении имеются следующие недостатки.
В объяснении не указано или не используется одно из физических явлений, свойств, определений или один из законов (формул), необходимых для полного верного объяснения. (Утверждение, лежащее в основе объяснения, не подкреплено соответствующим законом, свойством, явлением, определением и т. п.)
ИЛИ
Объяснения представлены не в полном объеме, или в них содержится один логический недочет. | 2
Представлено решение, соответствующее одному из следующих случаев.
Дан правильный ответ на вопрос задания и приведено объяснение, но в нем не указаны два явления или физических закона, необходимых для полного верного объяснения.
ИЛИ
Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но имеющиеся рассуждения, направленные на получение ответа на вопрос задания, не доведены до конца.
ИЛИ
Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но имеющиеся рассуждения, приводящие к ответу, содержат ошибки.
ИЛИ
Указаны не все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но имеются верные рассуждения, направленные на решение задачи. | 1
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла. | 0
Максимальный балл | 3
🔗 Другие задания линии №21 по предмету Физика:
ID 107284
В эксперименте установлено, что при температуре воздуха в комнате 23 °C на стенке стакана с хол...
ID 107285
В эксперименте установлено, что при температуре воздуха в комнате $25 градусовС$ на стенке стак...
ID 107286
В эксперименте установлено, что при температуре воздуха в комнате 29 °C на стенке стакана с хол...
ID 107287
В эксперименте установлено, что при температуре воздуха в комнате $25 градусов С$ на стенке ста...
ID 107288
В эксперименте установлено, что при температуре воздуха в комнате $29 градусовС$ на стенке стак...