Номер 9, страница 58, часть 2 - гдз по физике 8 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 2. Глава III. Электрические явления. Параграф 17. Сила тока и напряжение - номер 9, страница 58.

Условие.

9. Почему для измерения напряжения на проводнике вольтметр соединяют с этим проводником параллельно?

Решение.

Вольтметр — это прибор для измерения напряжения, то есть разности электрических потенциалов между двумя точками. Чтобы измерить напряжение на концах проводника, необходимо подключить клеммы вольтметра именно к этим двум точкам. Такой способ подключения называется параллельным соединением. При параллельном подключении напряжение на вольтметре и на проводнике, к которому он подключен, одинаково, что и позволяет провести измерение.

Ключевой особенностью вольтметра является его очень большое внутреннее сопротивление. В идеале сопротивление вольтметра $R_V$ стремится к бесконечности ($R_V \to \infty$). Это необходимо для того, чтобы подключение прибора не оказывало существенного влияния на электрическую цепь и, следовательно, на измеряемую величину. Когда вольтметр подключается параллельно проводнику с сопротивлением $\text{R}$, ток, текущий по цепи, разветвляется. Поскольку сопротивление вольтметра очень велико, через него проходит лишь ничтожно малый ток ($I_V = U/R_V \approx 0$). Основная часть тока продолжает течь через проводник, как и до подключения прибора. В результате напряжение на проводнике практически не изменяется, что обеспечивает высокую точность измерения.

Если бы вольтметр был подключен последовательно, то из-за своего огромного сопротивления он бы практически разорвал цепь. Общее сопротивление цепи резко бы возросло, а сила тока, соответственно, упала бы почти до нуля. В этом случае прибор показал бы не напряжение на проводнике, а величину, близкую к напряжению источника питания, и работа самой цепи была бы нарушена.

Ответ: Вольтметр соединяют с проводником параллельно, потому что напряжение – это разность потенциалов между двумя точками, и для ее измерения прибор должен быть подключен к этим же точкам. Параллельное соединение обеспечивает это условие. Кроме того, благодаря очень большому внутреннему сопротивлению вольтметра, он почти не изменяет ток в цепи и, следовательно, не искажает измеряемое напряжение на проводнике.