Задание №9 — ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ

#44685Задание №9ФИПИ

Соединения проводников

В электрической цепи (см. рисунок) вольтметр V₁ показывает напряжение 4 В, вольтметр V₂ $–$ напряжение 2,5 В. Каково напряжение на лампе?

Правильный ответ

Пояснение

Решение.

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

1. Анализ подключения вольтметра $V_1$ :
Вольтметр $V_1$ подключён к полюсам источника тока (батареи). Следовательно, он измеряет общее напряжение на всей внешней цепи. По условию задачи $U_1 = 4 \text{ В}$ . Это означает, что общее напряжение, подаваемое на все параллельные ветви цепи, равно $4 \text{ В}$ .

2. Анализ структуры цепи:
Цепь состоит из двух основных параллельных ветвей, подключённых к источнику:
— Верхняя ветвь содержит только электрическую лампу.
— Нижняя ветвь содержит два последовательно соединённых резистора $R_1$ и $R_2$ .
Вольтметр $V_2$ подключён параллельно только к резистору $R_2$ и показывает напряжение на нём: $U_2 = 2,5 \text{ В}$ .

3. Определение напряжения на лампе:
Согласно свойствам параллельного соединения проводников, напряжение на каждой из параллельных ветвей одинаково и равно общему напряжению на этом участке цепи.
Так как лампа образует отдельную ветвь, которая подключена параллельно источнику (и параллельно всей нижней ветви с резисторами), напряжение на лампе $U_{\text{л}}$ будет в точности равно общему напряжению в цепи, которое показывает вольтметр $V_1$ .

4. Математическая запись:
$U_{\text{л}} = U_1 = 4 \text{ В}$ .

Данные о показаниях вольтметра $V_2$ (напряжение на резисторе $R_2$ ) в данном случае являются избыточными для ответа на вопрос о напряжении на лампе, так как лампа и ветвь с резисторами соединены параллельно.

Ответ: 4

Источник: ФИПИ