Задача для подготовки к ЕГЭ по физике по теме «Законы постоянного тока».
Одни и те же элементы соединены в электрическую цепь сначала по схеме 1, потом по схеме 2 (см.рисунок). Сопротивление резистора равно R, сопротивление амперметра 0,01 R, сопротивление вольтметра 9R. Найдите отношение мощностей Р2/Р1, выделяемое на резисторах в этих схемах. Внутренним сопротивлением источника и сопротивлением проводов пренебречь.
Похожая задача есть среди подборки задач для подготовки к ЕГЭ, которую Вы можете сказать здесь.
Для начала давайте разберёмся с амперметром и вольтметром. В условии задачи — даны их сопротивления. То есть эти электроизмерительные приборы не являются идеальными. Как быть и что делать в этой ситуации?
Надо изменить схему и поставить вместо этих приборов другие — идеальные. Таким образом схемы будут выглядеть:
А далее, используя законы последовательного и параллельного соединения, ищем ответ на вопрос задачи с учётом того, что амперметр и вольтметр в нашей задаче — являются идеальными.
Мощность тока, выделяющаяся на резисторе определяется по формулам:
То есть для ответа на вопрос, необходимо определить силу тока, текущую через резистор, или напряжение на нём в первом и во втором случае.
Для первой схемы найдём общее сопротивление электрической цепи (соединение смешанное). Имеем:
Далее определяем общую силу тока в цепи:
Найдём напряжение на участке, состоящем из параллельно соединённых резистора и вольтметра:
Зная напряжение на резисторе, можно определить мощность тока, выделяющуюся в первом случае.
Далее, работаем со второй схемой.
Так как внутреннее сопротивление источника в задаче не учитывается, то напряжение на резисторе и амперметре равно напряжению на источнике. Следовательно, сила тока, показываемая амперметром во втором случае определяется по формуле:
Теперь остаётся рассчитать мощность тока, выделяющуюся на резисторе во втором случае и найти искомое отношение мощностей.
Надеюсь с оставшейся математикой Вы справитесь самостоятельно. Удачи!
Поделиться с друзьями
