Номер 819, страница 179 - гдз по физике 10 класс сборник задач Дорофейчик, Белая

819. Как изменятся показания амперметра и вольтметра, включенных в электрическую цепь (рис. 161), если увеличить сопротивление реостата?

$\mathcal{E}, r$

Рис. 161

Дано:

Электрическая цепь, состоящая из источника тока с ЭДС $E$ и внутренним сопротивлением $r$, реостата с сопротивлением $R$, амперметра и вольтметра.

Сопротивление реостата $R$ увеличивается.

Найти:

Как изменятся показания амперметра $I$ и вольтметра $U$.

Решение:

Как изменятся показания амперметра

Амперметр включен в цепь последовательно и измеряет общую силу тока. Согласно закону Ома для полной цепи, сила тока $I$ определяется по формуле:
$I = \frac{E}{R + r}$
где $E$ – ЭДС источника, $r$ – его внутреннее сопротивление, а $R$ – сопротивление внешней цепи (в данном случае сопротивление реостата).
По условию задачи, сопротивление реостата $R$ увеличивается. Так как ЭДС $E$ и внутреннее сопротивление $r$ являются постоянными величинами, то общее сопротивление цепи $(R + r)$ также увеличивается.
Из формулы видно, что сила тока $I$ обратно пропорциональна полному сопротивлению цепи. Следовательно, при увеличении знаменателя $(R + r)$ значение дроби, а значит и сила тока $I$, будет уменьшаться.

Ответ: Показания амперметра уменьшатся.

Как изменятся показания вольтметра

Вольтметр подключен параллельно к зажимам источника тока и измеряет напряжение на них $U$. Это напряжение можно выразить через ЭДС и падение напряжения на внутреннем сопротивлении источника:
$U = E - I \cdot r$
Как было установлено выше, при увеличении сопротивления реостата $R$ сила тока $I$ в цепи уменьшается. В данной формуле $E$ и $r$ – постоянные величины.
Поскольку сила тока $I$ уменьшается, то и падение напряжения на внутреннем сопротивлении, равное $I \cdot r$, также уменьшается.
Таким образом, из постоянной величины $E$ вычитается уменьшающееся значение $I \cdot r$. В результате разность $U$ будет увеличиваться.

Ответ: Показания вольтметра увеличатся.