В схеме, изображенной на рисунке, ЭДС источника = ℰ, а внутреннее сопротивление мало. Определите как будут изменятся показания идеальных вольтметра и амперметра при увеличении сопротивления реостата.
[рис.]
[рис.]
💡 Пошаговый разбор и решение:
Найдем сопротивление параллельного участка: $R= \frac{R_1R_2}{R_1 + R_2}$ Найдем производную данного от данного выражения по $R_1:$
$R'= $\frac{R_2 ( R_1 + R_2 ) - R_1R_2}{( R_1 + R_2 ) ^2}$ = $\frac{R_2 ^2}{( R_1 + R_2 ) ^2}$ = \frac{1}{( 1 + R_1/R_2 ) ^2}$
Эта производная всегда положительна, поэтому с ростом $R_1$ сопротивление параллельного участка растет. Найдем силу тока, протекающего через амперметр: $I= \frac{\mathcalE}{R}$ следовательно, с ростом $R_1$ сила тока будет уменьшаться. Напряжение, показываемое вольтметром = напряжению на параллельном участке, это напряжение = ЭДС источника тока. Поскольку ЭДС источника тока не меняется, то и показания вольтметра не изменяются.
$R'= $\frac{R_2 ( R_1 + R_2 ) - R_1R_2}{( R_1 + R_2 ) ^2}$ = $\frac{R_2 ^2}{( R_1 + R_2 ) ^2}$ = \frac{1}{( 1 + R_1/R_2 ) ^2}$
Эта производная всегда положительна, поэтому с ростом $R_1$ сопротивление параллельного участка растет. Найдем силу тока, протекающего через амперметр: $I= \frac{\mathcalE}{R}$ следовательно, с ростом $R_1$ сила тока будет уменьшаться. Напряжение, показываемое вольтметром = напряжению на параллельном участке, это напряжение = ЭДС источника тока. Поскольку ЭДС источника тока не меняется, то и показания вольтметра не изменяются.
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 105501 • Задание №11
При подключении куска проволоки к полюсам батареи через нее течет ток силой 0,5 А. Этот кусок проволоки сложил...
ID 168119 • Задание №19
Почему мокрыми руками (после мытья рук водопроводной водой) нельзя трогать выключатели и электрические приборы...
Официальные критерии проверки ФИПИ:
Критерии проверки:
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Приведено полное правильное решение, включающее правильный ответ, и полное верное объяснение с указанием наблюдаемых явлений и законов. | 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
Приведено полное правильное решение, включающее правильный ответ, и полное верное объяснение с указанием наблюдаемых явлений и законов. | 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...