Задание 14

Электродинамика: анализ процессов (изменение величин) · 75 заданий

Задание №14
№14
Катушка № 1 включена в электрическую цепь, состоящую из источника постоянного напряжения и реостата. Катушка № 2 помещена внутрь катушки № 1 и замкнут…
Явление электромагнитной индукции. ЭДС индукции
Задание №14
№14
По гладким параллельным горизонтальным проводящим рельсам, замкнутым на лампочку накаливания, перемещают лёгкий тонкий проводник. Образовавшийся к…
Явление электромагнитной индукции. ЭДС индукции
Задание №14
№14
Две маленькие закреплённые бусинки, расположенные в точках А и В, несут на себе заряды + q > 0 и - 2 q соответственно (см. рисунок). Из приведённого н…
Взаимодействие зарядов
Задание №14
№14
На рисунке приведён график зависимости силы тока I от времени t в колебательном контуре, образованном конденсатором и катушкой, индуктивность которой…
Колебательный контур
Задание №14
№14
Проволочная рамка площадью 60 см² помещена в однородное магнитное поле так, что плоскость рамки перпендикулярна вектору индукции B. Проекция B_n индук…
Закон электромагнитной индукции Фарадея
Задание №14
№14
От деревянного кольца №1 отодвигают южный полюс полосового магнита, а от медного кольца №2 — северный полюс такого же магнита (см. рис.). Из приведённ…
Явление электромагнитной индукции. ЭДС индукции
Задание №14
№14
От деревянного кольца №1 отодвигают южный полюс полосового магнита, а от медного кольца №2 — северный полюс такого же магнита (см. рис.). Из приведённ…
Явление электромагнитной индукции. ЭДС индукции
Задание №14
№14
Незаряженное металлическое тело, продольное сечение которого показано на рисунке, поместили в однородное электрическое поле напряжённостью E. Из приве…
Проводники в электростатическом поле
Задание №14
№14
Проволочная рамка площадью 60 см² помещена в однородное магнитное поле так, что плоскость рамки перпендикулярна вектору индукции B. Проекция B_n индук…
Поток вектора магнитной индукции
Задание №14
№14
На железный сердечник надеты две катушки, как показано на рисунке. По правой катушке пропускают ток, который меняется согласно приведённому графику. Н…
Явление электромагнитной индукции. ЭДС индукции
Задание №14
№14
Незаряженное металлическое тело, продольное сечение которого показано на рисунке, поместили в однородное электрическое поле напряжённостью Е. Из приве…
Проводники в электростатическом поле
Задание №14
№14
На железный сердечник надеты две катушки, как показано на рисунке. По правой катушке пропускают ток, который меняется согласно приведённому графику. Н…
Явление электромагнитной индукции. ЭДС индукции

Задание №14 — ЭДС. Закон Ома для замкнутой цепи

На рисунке 1 приведена схема установки, с помощью которой исследовалась зависимость напряжения на реостате от величины протекающего тока при движении ползунка реостата справа налево. На рисунке 2 приведены графики, построенные по результатам измерений для двух разных источников напряжения.

Выберите все утверждения, соответствующих результатам этих опытов, и запишите в таблицу цифры, под которыми указаны эти утверждения. Вольтметр считать идеальным.

1) При силе тока 12 А вольтметр показывает значение ЭДС источника.
2) Ток короткого замыкания равен 12 А.
3) Во втором опыте сопротивление резистора уменьшалось с большей скоростью.
4) Во втором опыте ЭДС источника в 2 раза меньше, чем в первом.
5) В первом опыте ЭДС источника равна 5 В.

Правильный ответ

Пояснение

Решение:

Идеальный вольтметр показывает напряжение на реостате, то есть напряжение на клеммах источника. По закону Ома для полной цепи $\varepsilon=U+Ir$ , откуда

$U=\varepsilon-Ir,$

то есть график $U(I)$ — прямая, у которой отрезок, отсекаемый на оси $U$ , равен ЭДС, а модуль углового коэффициента равен внутреннему сопротивлению $r$ .

Опыт 1: прямая проходит через точки $(2\ \text{А};\,10\ \text{В})$ и $(12\ \text{А};\,0)$ . Тогда $r_1=\frac{10-0}{12-2}=1$ Ом и $\varepsilon_1=U+Ir_1=10+2\cdot 1=12$ В.

Опыт 2: прямая проходит через точки $(2\ \text{А};\,5\ \text{В})$ и $(12\ \text{А};\,0)$ . Тогда $r_2=\frac{5-0}{12-2}=0{,}5$ Ом и $\varepsilon_2=5+2\cdot 0{,}5=6$ В.

1) При $I=12$ А вольтметр показывает $U=0$ , а не ЭДС — неверно.

2) Ток короткого замыкания отвечает $U=0$ : $I_{\text{кз}}=\frac{\varepsilon}{r}=\frac{12}{1}=12$ А (для второго источника $\frac{6}{0{,}5}=12$ А) — обе прямые пересекают ось токов при 12 А — верно.

3) Сопротивление реостата $R=\frac{U}{I}$ . В первом опыте оно менялось от $\frac{10}{2}=5$ Ом до нуля, во втором — от $\frac{5}{2}=2{,}5$ Ом до нуля, то есть во втором опыте сопротивление убывало медленнее — неверно.

4) $\frac{\varepsilon_2}{\varepsilon_1}=\frac{6}{12}=\frac{1}{2}$ , то есть ЭДС во втором опыте в 2 раза меньше — верно.

5) В первом опыте $\varepsilon_1=12$ В, а не 5 В — неверно.

Ответ: 24