Задание №9 — ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ

Решение.

Для решения задачи проанализируем схему электрической цепи, представленную на рисунке.

1. Анализ соединений в цепи:
На схеме мы видим источник тока, к которому подключены три параллельные ветви:
- Верхняя ветвь содержит вольтметр $V_1$, который подключён параллельно источнику тока. Следовательно, вольтметр $V_1$ измеряет общее напряжение на всей внешней цепи (напряжение на зажимах источника).
- Средняя ветвь содержит электрическую лампу.
- Нижняя ветвь содержит два последовательно соединённых резистора $R_1$ и $R_2$. Вольтметр $V_2$ подключён параллельно только к резистору $R_2$, значит, он показывает напряжение именно на этом резисторе.

2. Свойства параллельного соединения:
Согласно законам постоянного тока, при параллельном соединении проводников напряжение на каждой из параллельных ветвей одинаково и равно общему напряжению на всём участке цепи.
Пусть $U_{общ}$ — общее напряжение в цепи, $U_{л}$ — напряжение на лампе, $U_{12}$ — напряжение на нижней ветви (на резисторах $R_1$ и $R_2$).
Тогда: $U_{общ} = U_{л} = U_{12}$.

3. Определение искомой величины:
По условию задачи вольтметр $V_1$ показывает напряжение $U_1 = 2 \text{ В}$. Так как этот вольтметр подключён к узлам, между которыми включена лампа, его показания соответствуют общему напряжению на параллельном участке.
Следовательно, напряжение на лампе $U_{л}$ равно показанию вольтметра $V_1$:
$U_{л} = U_1 = 2 \text{ В}$.

Заметим, что показание вольтметра $V_2 = 0,5 \text{ В}$ является избыточной информацией для ответа на вопрос о напряжении на лампе, так как оно характеризует лишь падение напряжения на одном из элементов нижней ветви.

Дано:
$U_1 = 2 \text{ В}$
$U_2 = 0,5 \text{ В}$
$U_{л} - ?$

Вычисления:
$U_{л} = U_1 = 2 \text{ В}$

Ответ: 2 В

Источник: ФИПИ