При проведении лабораторной работы ученик собрал электрическую цепь по схеме на рисунке. Сопротивления R1 и R2 равны 20 Ом и 150 Ом соответственно. Сопротивление вольтметра = 10 кОм, а амперметра — 0,4 Ом. ЭДС источника равна 36 В, а его внутреннее сопротивление — 1 Ом. На рисунке показаны шкалы приборов с показаниями, которые получил ученик. Исправны ли приборы или же какой-то из них даёт неверные показания?
[рис.]
[рис.]
💡 Пошаговый разбор и решение:
Вольтметр подключен параллельно резистору R1, следовательно, сопротивление этого участка цепи =
$R_1V= $\frac{R_1R_V}{R_1 + R_V}$ = $\frac{20 + 10 в степени 4}{20 + 10 в степени 4}$ \approx 20Ом$
С этим участком цепи последовательно соединены резистор R2 и амперметр. Общее сопротивление цепи =
$R=R_1V + R_2 + R_A=20 + 150 + 0,4=170,4Ом$
По закону Ома для полной цепи найдем силу тока:
$I= $\frac{\mathcalE}{R + r}$ = $\frac{36}{170,4 + 1}$ \approx 0,21А$
При последовательном соединении сила тока на всех участках цепи одинакова, поэтому через амперметр течет ток $I_A=I \approx 0,21А$ С учетом погрешности измерения показание амперметра $I= ( 0,22 \pm 0,02 ) А$ Вычисленное нами значение силы тока попадает в интервал $0,2А меньше или = I меньше или = 0,24А$ следовательно, амперметр дает верные показания.
По закону Ома для участка цепи $U_V=IR_1V=0,21 \cdot 20 \approx 4,2В$ С учетом погрешности измерения показание вольтметра $U= ( 4,6 \pm 0,2 ) В$ Вычисленное значение напряжение не попадает в интервал $4,4В меньше или = U меньше или = 4,8В$ значит, показание вольтметра неверные.
Ответ: амперметр дает верные показания, вольтметр — неверные.
$R_1V= $\frac{R_1R_V}{R_1 + R_V}$ = $\frac{20 + 10 в степени 4}{20 + 10 в степени 4}$ \approx 20Ом$
С этим участком цепи последовательно соединены резистор R2 и амперметр. Общее сопротивление цепи =
$R=R_1V + R_2 + R_A=20 + 150 + 0,4=170,4Ом$
По закону Ома для полной цепи найдем силу тока:
$I= $\frac{\mathcalE}{R + r}$ = $\frac{36}{170,4 + 1}$ \approx 0,21А$
При последовательном соединении сила тока на всех участках цепи одинакова, поэтому через амперметр течет ток $I_A=I \approx 0,21А$ С учетом погрешности измерения показание амперметра $I= ( 0,22 \pm 0,02 ) А$ Вычисленное нами значение силы тока попадает в интервал $0,2А меньше или = I меньше или = 0,24А$ следовательно, амперметр дает верные показания.
По закону Ома для участка цепи $U_V=IR_1V=0,21 \cdot 20 \approx 4,2В$ С учетом погрешности измерения показание вольтметра $U= ( 4,6 \pm 0,2 ) В$ Вычисленное значение напряжение не попадает в интервал $4,4В меньше или = U меньше или = 4,8В$ значит, показание вольтметра неверные.
Ответ: амперметр дает верные показания, вольтметр — неверные.
Правильный ответ:
амперметр дает верные показания, вольтметр — неверные
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 167838 • Задание №17
Используя штатив с муфтой и лапкой, пружину, динамометр, линейку и один груз, соберите экспериментальную устан...
ID 107617 • Задание №21
На рисунках изображены условные схемы электрически нейтральных атомов. Черными точками обозначены электроны, а...
Официальные критерии проверки ФИПИ:
Критерии проверки:
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Приведено полное решение, включающее следующие элементы:
I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом;
II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при написании физических законов);
III) представлены необходимые математические преобразования и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями);
IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины | 3
Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые преобразования, но имеется один или несколько из следующих недостатков.
Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объёме или отсутствуют.
И (ИЛИ)
В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения и не зачёркнуты.
И (ИЛИ)
В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги.
И (ИЛИ)
Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка (в том числе в записи единиц измерения величины) | 2
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.
Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо и достаточно для решения данной задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи.
ИЛИ
В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решения данной задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.
ИЛИ
В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения данной задачи (или в утверждении, лежащем в основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, 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 решение, включающее следующие элементы:
I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом;
II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при написании физических законов);
III) представлены необходимые математические преобразования и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями);
IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины | 3
Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые преобразования, но имеется один или несколько из следующих недостатков.
Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объёме или отсутствуют.
И (ИЛИ)
В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения и не зачёркнуты.
И (ИЛИ)
В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги.
И (ИЛИ)
Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка (в том числе в записи единиц измерения величины) | 2
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.
Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо и достаточно для решения данной задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи.
ИЛИ
В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решения данной задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.
ИЛИ
В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения данной задачи (или в утверждении, лежащем в основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, 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 №25 по предмету Физика:
ID 108349
[рис.] Горизонтальный проводник длиной 1 м движется равноускоренно в вертикальном однородном ма...
ID 108350
В однородном магнитном поле, индукция которого $1,67 умножить на 10 в степени левая круглая ско...
ID 108351
Ядро изотопа водорода $_1 в квадрате H$ — дейтерия — движется в однородном магнитном поле с ...
ID 108352
Электрон влетает в однородное магнитное поле с индукцией $4 умножить на 10 в степени левая круг...
ID 108353
[рис.] В однородном магнитном поле с индукцией $\vecB$ направленной вертикально вниз, равномерн...