Номер 662, страница 92, часть 1 - гдз по физике 10-11 класс сборник задач Парфентьева

Часть 1. 10 класс. Основы электродинамики. Законы постоянного тока. Электродвижущая сила. Закон Ома для полной цепи - номер 662, страница 92.

Условие.

662. [539] Два одинаковых источника подключены последовательно к резистору сопротивлением 20 Ом. Определите силу тока в цепи и разность потенциалов между зажимами источников. ЭДС источника 5 В, его внутреннее сопротивление 2,5 Ом (рис. 148).

Рис. 148

Решение.

Дано:

Количество источников, $n = 2$

Сопротивление резистора, $R = 20 \text{ Ом}$

ЭДС одного источника, $\mathscr{E} = 5 \text{ В}$

Внутреннее сопротивление одного источника, $r = 2,5 \text{ Ом}$

Найти:

Силу тока в цепи, $\text{I}$ - ?

Разность потенциалов между зажимами источников, $\text{U}$ - ?

Решение:

Два одинаковых источника соединены последовательно, поэтому их общая электродвижущая сила (ЭДС) и общее внутреннее сопротивление равны сумме ЭДС и внутренних сопротивлений каждого источника соответственно.

Общая ЭДС цепи:

$\mathscr{E}_{общ} = \mathscr{E} + \mathscr{E} = 2\mathscr{E} = 2 \cdot 5 \text{ В} = 10 \text{ В}$

Общее внутреннее сопротивление источников:

$r_{общ} = r + r = 2r = 2 \cdot 2,5 \text{ Ом} = 5 \text{ Ом}$

Полное сопротивление цепи $R_{полн}$ равно сумме внешнего сопротивления $\text{R}$ и общего внутреннего сопротивления $r_{общ}$:

$R_{полн} = R + r_{общ} = 20 \text{ Ом} + 5 \text{ Ом} = 25 \text{ Ом}$

Сила тока в цепи

Для нахождения силы тока в цепи воспользуемся законом Ома для полной цепи:

$I = \frac{\mathscr{E}_{общ}}{R_{полн}}$

Подставим числовые значения:

$I = \frac{10 \text{ В}}{25 \text{ Ом}} = 0,4 \text{ А}$

Ответ: сила тока в цепи равна 0,4 А.

Разность потенциалов между зажимами источников

Разность потенциалов между зажимами источников (между точками A и C на схеме) равна напряжению на внешнем сопротивлении $\text{R}$. Её можно найти по закону Ома для участка цепи:

$U = I \cdot R$

Подставим найденное значение силы тока:

$U = 0,4 \text{ А} \cdot 20 \text{ Ом} = 8 \text{ В}$

Также, разность потенциалов на зажимах можно найти, вычтя падение напряжения на внутреннем сопротивлении из общей ЭДС:

$U = \mathscr{E}_{общ} - I \cdot r_{общ} = 10 \text{ В} - 0,4 \text{ А} \cdot 5 \text{ Ом} = 10 \text{ В} - 2 \text{ В} = 8 \text{ В}$

Ответ: разность потенциалов между зажимами источников равна 8 В.