Тема . Электродинамика. Электричество и цепи

.13 Расчет электрических цепей

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела электродинамика. электричество и цепи
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#39249

Четыре резистора сопротивлениями R1 =  3  Ом, R2 = 4  Ом, R3 =  7  Ом и R4 =  6  Ом соединены с батареей (рисунок слева), напряжение на которой U01 = 9,1  В, а её внутренним сопротивлением можно пренебречь.

PIC

1) Между резисторами подключён идеальный вольтметр. Найдите его показания. В какую сторону отклонится стрелка вольтметра (рисунок в центре)? Известно, что при подключении клеммы вольтметра, помеченной символом (+ )  , к положительному выводу батареи, а клеммы вольтметра, помеченной символом (− )  , – к отрицательному выводу батареи стрелка отклоняется вправо.
2) Через какое-то время батарея частично разрядилась, и напряжение на её выводах уменьшилось до U02 = 9, 0  В. Вместо вольтметра в цепь включили амперметр (рисунок справа), сопротивление которого пренебрежимо мало. Найдите показания амперметра. В какую сторону отклонится стрелка амперметра, если при протекании через него тока от клеммы, помеченной символом (+)  к клемме, помеченной символом (− )  , стрелка отклоняется вправо?

(Всеросс., 2011, РЭ, 10)

Показать ответ и решение

1. Введём обозначения: Ui− падение напряжения, а Ii− сила тока, проходящего через соответствующий резистор. Поскольку вольтметр идеальный, то:

         I1 = I2,  (1 )

U1 + U2 =  U3 + U4 = U01   (2)

Отсюда следует:

     U1         U2
I1 = R-- = I2 = R--,
       1          2

или

U1 =  R1U2   (3)
      R2

Подставляя (3) в (2), получим:

         R                    R
U2 = -----2----U01,   U1 = -----2-- U01 = 3,9 B   (4 )
     (R1 + R2 )            R1 +  R2

Аналогичным образом:

     ---R3---                     ---R4---
U3 = R3 +  R4 U01 = 4,9 B,   U4 = R3 +  R4U01 =  4,2 B

Отсюда найдём показания вольтметра:

UV =  U1 − U3 = 3,9 B −  4,9 B = − 1 B

Знак минус означает, что стрелка отклонится влево. 2. Пусть I  - сила тока, идущего через батарею. Заметим, что:

I = I +  I =  I + I
     1    3    2   4

Поскольку сопротивление амперметра пренебрежимо мало, падение напряжения на резисторах    R1   и R3   одинаково. Обозначим его U1   . Аналогично, падение напряжения на резисторах R2   и R4   обозначим U2   . Тогда:

       (          )      (          )
I = U1   -1-+  -1-  = U2   -1-+  -1-  ,  (5)
         R1    R3          R2    R4

            U1 + U2 = U02   (6)

Решая систему уравнений (5) и (6), получим:

U1 =  4,2 B,   U2 = 4,8 B

Предположим, что ток идёт через амперметр от (+ )  к (− )  . Тогда:

I − I  = I    и    I + I  =  I
 1   2    A         3   A     4

Решая любое из этих двух уравнений, например, первое, получим:

IA = I1 − I2 = U1-−  U2-=  0,2 A
               R1    R2

Получившаяся сила тока положительна, следовательно, стрелка отклонится вправо.

(Официальное решение ВсОШ)

Ответ:

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!