Номер 6, страница 125 - гдз по физике 8 класс учебник Кронгарт, Насохова

6. Вольтметр, которым решили измерить напряжение на лампочке, по ошибке включили последовательно с ней. Какие изменения произойдут в цепи?

6. Решение

Вольтметр – это измерительный прибор, предназначенный для измерения напряжения (разности потенциалов) на участке электрической цепи. Для корректного измерения его необходимо подключать параллельно тому элементу, напряжение на котором измеряется. Ключевой особенностью вольтметра является его очень большое внутреннее сопротивление ($R_V$). Это необходимо для того, чтобы ток, проходящий через сам вольтметр, был пренебрежимо мал и не вносил существенных изменений в режим работы исследуемой цепи.
В данном случае вольтметр по ошибке включили последовательно с лампочкой. При последовательном соединении общее сопротивление цепи равно сумме сопротивлений всех ее элементов. Таким образом, общее сопротивление цепи ($R_{общ}$) станет равным сумме сопротивления вольтметра ($R_V$) и сопротивления лампочки ($R_Л$):
$R_{общ} = R_V + R_Л$
Поскольку сопротивление вольтметра ($R_V$) очень велико (в идеале стремится к бесконечности, а на практике составляет мегаомы, то есть миллионы Ом), общее сопротивление цепи ($R_{общ}$) станет также чрезвычайно большим.
Согласно закону Ома для полной цепи, сила тока ($I$) в цепи обратно пропорциональна полному сопротивлению:
$I = \frac{U}{R_{общ}}$ , где $U$ – напряжение источника тока.
Из-за огромного значения $R_{общ}$ сила тока $I$ в цепи станет ничтожно малой, близкой к нулю.
Последствия для элементов цепи:
1. Лампочка: для свечения лампочки необходим определенный ток. Так как ток в цепи станет очень маленьким, лампочка гореть не будет (или ее свечение будет незаметно слабым).
2. Вольтметр: поскольку почти все сопротивление цепи сосредоточено в вольтметре, то и почти все падение напряжения источника тока произойдет на нем. Вольтметр покажет значение, близкое к напряжению источника питания.
Таким образом, в цепи произойдут следующие изменения: общее сопротивление резко возрастет, сила тока упадет практически до нуля, а лампочка перестанет гореть.

Ответ: При последовательном включении вольтметра с лампочкой общее сопротивление цепи резко возрастет, из-за чего сила тока в цепи станет пренебрежимо малой. В результате лампочка не будет гореть, а вольтметр покажет напряжение, близкое к напряжению источника тока.