Номер 820, страница 107 - гдз по физике 10-11 класс задачник Рымкевич

38. Электродвижущая сила. Закон Ома для полной цепи. Глава VIII. Законы постоянного тока. Электродинамика - номер 820, страница 107.

Условие.

820. В проводнике сопротивлением 2 Ом, подключённом к элементу с ЭДС 1,1 В, сила тока равна 0,5 А. Какова сила тока при коротком замыкании элемента?

Решение 1.

Решение 2.

Решение 3.

Решение 4.

Дано:

Сопротивление проводника, $R = 2$ Ом
ЭДС элемента, $\mathcal{E} = 1,1$ В
Сила тока, $I = 0,5$ А

Найти:

Силу тока при коротком замыкании, $I_{кз}$ — ?

Решение:

Для решения задачи воспользуемся законом Ома для полной цепи, который связывает силу тока, ЭДС, внешнее и внутреннее сопротивления:

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

где $I$ — сила тока в цепи, $\mathcal{E}$ — ЭДС источника, $R$ — сопротивление внешнего проводника, а $r$ — внутреннее сопротивление источника тока.

Сначала найдем внутреннее сопротивление элемента $r$. Выразим его из закона Ома для полной цепи:

$I(R + r) = \mathcal{E}$

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

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

Подставим числовые значения из условия задачи:

$r = \frac{1,1 \text{ В}}{0,5 \text{ А}} - 2 \text{ Ом} = 2,2 \text{ Ом} - 2 \text{ Ом} = 0,2 \text{ Ом}$

Теперь мы можем рассчитать силу тока при коротком замыкании ($I_{кз}$). Короткое замыкание происходит, когда внешнее сопротивление $R$ пренебрежимо мало ($R = 0$). В этом случае сила тока определяется только ЭДС и внутренним сопротивлением источника:

$I_{кз} = \frac{\mathcal{E}}{r}$

Подставим известные значения $\mathcal{E}$ и найденное значение $r$:

$I_{кз} = \frac{1,1 \text{ В}}{0,2 \text{ Ом}} = 5,5 \text{ А}$

Ответ: сила тока при коротком замыкании элемента равна 5,5 А.