Задание №20 — Эксперимент и его оборудование

Решение:

Во всех схемах конденсатор включён параллельно резистору, поэтому напряжение на конденсаторе равно напряжению на резисторе. По закону Ома для полной цепи сила тока $I=\dfrac{\varepsilon}{R+r}$, значит

$$q=CU_R=CIR=\frac{\varepsilon C R}{R+r}.$$

Заряд зависит сразу от четырёх величин: $\varepsilon$, $r$, $R$ и $C$. Чтобы экспериментально обнаружить зависимость именно от сопротивления резистора, нужно взять две схемы, в которых различается только $R$, а ЭДС $\varepsilon$, внутреннее сопротивление $r$ и ёмкость $C$ одинаковы.

Выпишем параметры схем: 1) $\varepsilon,\ r,\ R$; 2) $2\varepsilon,\ 2r,\ 2R$; 3) $2\varepsilon,\ r,\ 2R$; 4) $\varepsilon,\ 2r,\ R$; 5) $\varepsilon,\ r,\ 2R$. Конденсатор $C$ во всех схемах один и тот же.

Одинаковые $\varepsilon$ и $r$ при разных сопротивлениях резистора — только у схем 1 и 5: там $\varepsilon$ и $r$ совпадают, а сопротивления равны $R$ и $2R$.

Ответ: 15