Номер 815, страница 106 - гдз по физике 10-11 класс задачник Рымкевич

38. Электродвижущая сила. Закон Ома для полной цепи. Глава VIII. Законы постоянного тока. Электродинамика - номер 815, страница 106.

Условие.

815. К источнику с ЭДС 12 В и внутренним сопротивлением 1 Ом подключён реостат, сопротивление которого 5 Ом. Найти силу тока в цепи и напряжение на зажимах источника.

Решение 1.

Решение 2.

Решение 3.

Решение 4.

Дано:

ЭДС источника, $\mathcal{E} = 12$ В

Внутреннее сопротивление, $r = 1$ Ом

Сопротивление реостата (внешнее), $R = 5$ Ом

Найти:

Силу тока в цепи, $I$ - ?

Напряжение на зажимах источника, $U$ - ?

Решение:

Сила тока в цепи

Для нахождения силы тока в полной цепи используется закон Ома для полной цепи. Сила тока $I$ равна отношению ЭДС источника $\mathcal{E}$ к полному сопротивлению цепи, которое складывается из внешнего сопротивления $R$ и внутреннего сопротивления $r$.

Формула для расчета:

$I = \frac{\mathcal{E}}{R + r}$

Подставим известные значения:

$I = \frac{12 \text{ В}}{5 \text{ Ом} + 1 \text{ Ом}} = \frac{12 \text{ В}}{6 \text{ Ом}} = 2 \text{ А}$

Ответ: сила тока в цепи равна 2 А.

Напряжение на зажимах источника

Напряжение на зажимах источника $U$ равно напряжению на внешней части цепи (на реостате). Его можно найти по закону Ома для участка цепи:

$U = I \cdot R$

Подставим найденное значение силы тока $I$ и сопротивление реостата $R$:

$U = 2 \text{ А} \cdot 5 \text{ Ом} = 10 \text{ В}$

Также напряжение на зажимах можно найти как разность между ЭДС и падением напряжения на внутреннем сопротивлении источника:

$U = \mathcal{E} - I \cdot r$

Проведем проверку:

$U = 12 \text{ В} - 2 \text{ А} \cdot 1 \text{ Ом} = 12 \text{ В} - 2 \text{ В} = 10 \text{ В}$

Оба способа дают одинаковый результат.

Ответ: напряжение на зажимах источника равно 10 В.