Номер 2, страница 151 - гдз по физике 10 класс учебник Закирова, Аширов

2. В проводнике сопротивлением $R = 2 \Omega$, подключенном к источнику тока с ЭДС $\varepsilon = 1,1 В$, сила тока $I = 0,5 А$. Определите силу тока при коротком замыкании источника.

Дано:

Сопротивление проводника: $R = 2$ Ом

ЭДС источника тока: $\mathcal{E} = 1,1$ В

Сила тока в цепи: $I = 0,5$ А

Все данные представлены в системе СИ.

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 внешней цепи (проводника), $r$ — внутреннее сопротивление источника тока.

Сначала найдем внутреннее сопротивление источника $r$, выразив его из этой формулы:

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

$IR + Ir = \mathcal{E}$

$Ir = \mathcal{E} - IR$

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

Подставим известные значения, чтобы вычислить $r$:

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

Теперь, зная внутреннее сопротивление источника, мы можем определить силу тока при коротком замыкании. Короткое замыкание — это режим, при котором внешнее сопротивление цепи равно нулю ($R = 0$).

Формула для тока короткого замыкания ($I_{кз}$) выглядит так:

$I_{кз} = \frac{\mathcal{E}}{r}$

Подставим значения ЭДС и найденного внутреннего сопротивления:

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

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