Номер 810, страница 178 - гдз по физике 10 класс сборник задач Дорофейчик, Белая

810. При подключении электроприбора к источнику тока, внутреннее сопротивление которого $r=4,0 \text{ Ом}$ и ЭДС $\mathcal{E}=15,0 \text{ В}$, напряжение на полюсах источника тока $U=9,0 \text{ В}$. Определите силу тока в цепи и сопротивление электроприбора.

Дано:

Внутреннее сопротивление источника, $r = 4,0$ Ом

ЭДС источника, $\mathscr{E} = 15,0$ В

Напряжение на полюсах источника, $U = 9,0$ В

Найти:

Силу тока в цепи, $I - ?$

Сопротивление электроприбора, $R - ?$

Решение:

Определение силы тока в цепи

Для полной цепи, содержащей источник тока с ЭДС $\mathscr{E}$ и внутренним сопротивлением $r$, напряжение на полюсах источника (на внешней цепи) $U$ связано с ЭДС и силой тока $I$ следующим соотношением, которое является следствием закона Ома для полной цепи:

$\mathscr{E} = U + I \cdot r$

где $I \cdot r$ – падение напряжения внутри источника тока.

Из этой формулы выразим силу тока $I$:

$I \cdot r = \mathscr{E} - U$

$I = \frac{\mathscr{E} - U}{r}$

Подставим числовые значения из условия задачи:

$I = \frac{15,0 \, \text{В} - 9,0 \, \text{В}}{4,0 \, \text{Ом}} = \frac{6,0 \, \text{В}}{4,0 \, \text{Ом}} = 1,5 \, \text{А}$

Ответ: Сила тока в цепи равна 1,5 А.

Определение сопротивления электроприбора

Напряжение на полюсах источника $U$ приложено к внешнему участку цепи, которым является электроприбор. Согласно закону Ома для участка цепи, сопротивление электроприбора $R$ можно найти по формуле:

$U = I \cdot R$

Выразим из этой формулы сопротивление $R$:

$R = \frac{U}{I}$

Подставим известные значения напряжения $U$ и найденное ранее значение силы тока $I$:

$R = \frac{9,0 \, \text{В}}{1,5 \, \text{А}} = 6,0 \, \text{Ом}$

Ответ: Сопротивление электроприбора равно 6,0 Ом.