" На рисунке показана принципиальная схема электрической цепи, состоящей из источника тока с отличным от нуля внутренним сопротивлением, резистора, реостата и измерительных…
" 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 закономерности Вы использовали для объяснения. "
Классная задача, давай разберёмся по шагам и найдём, почему именно так меняются показатели.
Подсказка (на старт): думай о том, как меняется общая сопротивляемость внешней части цепи при движении движка реостата, как от этого меняется ток в цепи, и как это отражается на счётчиках: амперметр в серию, вольтметр — через внешнее сопротивление.
Разбор по шагам
- Что дано и что моделируем: в цепи есть источник с внутренним сопротивлением r, внешний участок состоит из двух частей R1 и R2 (реостат, где R2 изменяется). Вольтметр идеальный, он меряет напряжение только на внешней части; амперметр идеальный — в цепи измеряемый ток I.
- Сопротивление внешней сети: по условию, R_ext = (R1 * R2) / (R1 + R2) (это параллельное соединение двух частей реостата). При увеличении R2 эта параллельная комбинация R_ext возрастает, стремясь к R1.
- Ток в цепи: I = ε / (r + R_ext). Так как R_ext увеличивается, общий сопротивления r + R_ext растёт, значит ток I уменьшается.
- Напряжение на внешней части (то, что снимает вольтметр): U = I * R_ext = ε − I r. Так как I уменьшается, то I r уменьшается, и U становится больше; в пределе, когда I → 0, U → ε.
- Следствие для приборов: амперметр показывает меньший ток (I уменьшается), а вольтметр показывает больший объём напряжения на внешней части (U возрастает).
Итог: при перемещении движка вправо увеличивается R_ext, уменьшается сила тока через цепь, а напряжение на внешней цепи возрастает. Это соответствует правильному ответу: напряжение на вольтметре растёт, а показания амперметра уменьшаются.
Ключевые законы, которые здесь применялись:
- Закон Ома для полной цепи: I = ε / (r + R_ext).
- Свойство внутреннего сопротивления источника: напряжение на внешней части равно U = ε − I r.
- Сопротивление части реостата в составе внешней цепи: R_ext = (R1 R2) / (R1 + R2) (параллельное соединение частей реостата).
Если хочешь, можу привести числовой пример, чтобы увидеть наглядно, как меняются значения при разных R2.
Пожалуйста, оцени мой ответ лайком или дизлайком.
