4)Определить показания всех приборов, если реостат полностью введён. ЭДС источника 12 В, внутреннее...

Тематика Физика
Уровень 10 - 11 классы
электрическая цепь реостат ЭДС внутреннее сопротивление сопротивление приборы показания изменение ползунок
0

4)Определить показания всех приборов, если реостат полностью введён. ЭДС источника 12 В, внутреннее сопротивление 2 Ом, R1=20 Ом, R2=40 Ом, R3=R4=30 Ом.Сопротивление реостата равно 28 Ом.Как изменятся показания всех приборов при движение ползунка реостата вверх?

Пожалуйста помогите и желательно ещё 5,6 и А*

avatar
задан 4 месяца назад

2 Ответа

0

Для решения данной задачи нам необходимо использовать правило деления цепи по напряжению и правило деления цепи по току.

При введении реостата полностью, его сопротивление станет равным 28 Ом. При движении ползунка реостата вверх, его сопротивление уменьшается, что приводит к увеличению общего сопротивления цепи.

  1. Найдем общее сопротивление цепи R: R = R1 + R2 + R3 + R4 + R(reostat) = 20 + 40 + 30 + 30 + 28 = 148 Ом

  2. Найдем ток в цепи I по закону Ома: I = E / R = 12 / 148 = 0.081 А

  3. Найдем напряжение на каждом элементе цепи:

    • На реостате: U(reostat) = I R(reostat) = 0.081 28 = 2.268 В
    • На R1: U1 = I R1 = 0.081 20 = 1.62 В
    • На R2: U2 = I R2 = 0.081 40 = 3.24 В
    • На R3: U3 = I R3 = 0.081 30 = 2.43 В
    • На R4: U4 = I R4 = 0.081 30 = 2.43 В

Таким образом, при движении ползунка реостата вверх:

  • Напряжение на реостате увеличится до 2.268 В
  • Напряжение на R1, R3 и R4 останется неизменным
  • Напряжение на R2 увеличится до 3.24 В
  1. Для нахождения тока, протекающего через каждый элемент цепи, необходимо использовать закон Ома:

    • Ток через реостат: I(reostat) = U(reostat) / R(reostat) = 2.268 / 28 = 0.081 А
    • Ток через R1, R3 и R4 останется неизменным
    • Ток через R2: I2 = U2 / R2 = 3.24 / 40 = 0.081 А
  2. Сопротивление всей цепи увеличится из-за уменьшения сопротивления реостата.

  3. В данном случае, А* не имеет смысла, так как не ясно, что именно подразумевается под этим обозначением. Пожалуйста, уточните вопрос, если имелось в виду что-то конкретное.

avatar
ответил 4 месяца назад
0

Для решения задачи необходимо определить токи и напряжения в различных узлах цепи, исходя из данных параметров. Вначале рассмотрим случай, когда реостат полностью введён в цепь, а затем проанализируем изменения при движении ползунка реостата вверх.

Исходные параметры:

  • ЭДС источника ((\mathcal{E})) = 12 В
  • Внутреннее сопротивление источника ((r)) = 2 Ом
  • Сопротивление реостата ((R_{\text{реост}})) = 28 Ом
  • (R_1) = 20 Ом
  • (R_2) = 40 Ом
  • (R_3 = R_4) = 30 Ом

Полностью введённый реостат

Эквивалентное сопротивление цепи:

  1. Соединим (R_3) и (R4) параллельно: [ R{34} = \frac{R_3 R_4}{R_3 + R_4} = \frac{30 \cdot 30}{30 + 30} = 15 \text{ Ом} ]
  2. Соединим (R2) последовательно с (R{34}): [ R_{234} = R2 + R{34} = 40 + 15 = 55 \text{ Ом} ]
  3. Соединим (R1) последовательно с (R{234}): [ R_{1234} = R1 + R{234} = 20 + 55 = 75 \text{ Ом} ]
  4. Соединим (R{1234}) последовательно с реостатом и внутренним сопротивлением источника: [ R{\text{общ}} = R{1234} + R{\text{реост}} + r = 75 + 28 + 2 = 105 \text{ Ом} ]

Определим общий ток в цепи:

[ I{\text{общ}} = \frac{\mathcal{E}}{R{\text{общ}}} = \frac{12 \text{ В}}{105 \text{ Ом}} = \frac{12}{105} \approx 0.114 \text{ А} ]

Найдём напряжение на каждом сопротивлении:

  1. Напряжение на внутреннем сопротивлении: [ Vr = I{\text{общ}} \cdot r = 0.114 \cdot 2 \approx 0.228 \text{ В} ]
  2. Напряжение на реостате: [ V{\text{реост}} = I{\text{общ}} \cdot R_{\text{реост}} = 0.114 \cdot 28 \approx 3.192 \text{ В} ]
  3. Напряжение на (R{1234}): [ V{1234} = I{\text{общ}} \cdot R{1234} = 0.114 \cdot 75 \approx 8.55 \text{ В} ]

Разделим напряжение (V_{1234}) на составные части:

  1. Напряжение на (R1): [ V{R1} = I_{\text{общ}} \cdot R_1 = 0.114 \cdot 20 \approx 2.28 \text{ В} ]
  2. Напряжение на (R{234}): [ V{234} = I{\text{общ}} \cdot R{234} = 0.114 \cdot 55 \approx 6.27 \text{ В} ]

Определим ток через параллельное соединение (R_3) и (R_4):

[ I{34} = \frac{V{234}}{R_{34}} = \frac{6.27}{15} \approx 0.418 \text{ А} ]

Так как (R_3) и (R4) параллельны, ток делится пополам: [ I{R3} = I{R4} = \frac{I{34}}{2} \approx 0.209 \text{ А} ]

Изменение показаний при движении ползунка реостата вверх

При движении ползунка вверх сопротивление реостата уменьшается, что уменьшает общее сопротивление цепи. Это увеличивает общий ток в цепи:

  • Сопротивление реостата уменьшается, (R_{\text{реост}}) уменьшается.
  • Общее сопротивление (R_{\text{общ}}) уменьшается.
  • Общий ток (I{\text{общ}}) увеличивается, так как (I{\text{общ}} = \frac{\mathcal{E}}{R_{\text{общ}}}).

Соответственно, напряжения на всех последовательных элементах (включая внутреннее сопротивление, реостат и (R_1)) увеличиваются. Ток через параллельные элементы ((R_3) и (R_4)) также увеличится, так как увеличение общего тока в цепи приведёт к увеличению напряжения на параллельной ветви.

Таким образом, показания всех приборов увеличатся при движении ползунка реостата вверх.

avatar
ответил 4 месяца назад

Ваш ответ

Вопросы по теме