Номер 54.3, страница 191 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 54. Последовательное соединение проводников. Глава 7. Электрические явления - номер 54.3, страница 191.

54.3 [н] Изменятся ли показания амперметра, если в цепи, изображённой на рисунке VII-48, поменять местами амперметр и лампу? амперметр и реостат? Объясните ответ на основании известного вам закона.

Рис. VII-48

На рисунке изображена электрическая цепь, в которой источник тока, лампа, реостат и амперметр соединены последовательно.

Для ответа на вопрос воспользуемся законами последовательного соединения проводников. Основной закон гласит, что сила тока во всех участках последовательной цепи одинакова. Это следует из закона сохранения электрического заряда: заряд не может накапливаться или исчезать в какой-либо точке неразветвленной цепи.

Сила тока $I$ в цепи определяется по закону Ома. Она зависит от напряжения источника $U$ и полного сопротивления цепи $R_{общ}$. При последовательном соединении полное сопротивление равно сумме сопротивлений всех элементов:

$R_{общ} = R_{л} + R_{р} + R_{А}$

где $R_{л}$ — сопротивление лампы, $R_{р}$ — сопротивление той части реостата, которая включена в цепь, и $R_{А}$ — внутреннее сопротивление амперметра (которое в идеале близко к нулю).

Таким образом, сила тока в цепи равна $I = \frac{U}{R_{общ}} = \frac{U}{R_{л} + R_{р} + R_{А}}$.

Поменять местами амперметр и лампу

Если поменять местами амперметр и лампу, то тип соединения не изменится — оно останется последовательным. Общее сопротивление цепи будет равно:

$R_{общ.новая} = R_{р} + R_{А} + R_{л}$

Так как от перестановки слагаемых сумма не меняется, $R_{общ.новая} = R_{общ.старая}$. Поскольку ни напряжение источника $U$, ни полное сопротивление цепи не изменились, то и сила тока $I$ в цепи останется прежней. Амперметр измеряет именно эту силу тока, поэтому его показания не изменятся, в какой бы точке последовательной цепи он ни находился.

Ответ: Показания амперметра не изменятся.

Поменять местами амперметр и реостат

Аналогично предыдущему случаю, если поменять местами амперметр и реостат, все элементы цепи по-прежнему будут соединены последовательно. Общее сопротивление цепи не изменится:

$R_{общ.новая} = R_{л} + R_{А} + R_{р} = R_{л} + R_{р} + R_{А} = R_{общ.старая}$

Так как общее сопротивление и напряжение источника не изменились, сила тока в цепи, согласно закону Ома, останется той же. Следовательно, показания амперметра не изменятся.

Ответ: Показания амперметра не изменятся.