Question

На рисунке 1 приведена схема установки для исследования зависимости напряжения на реостате от силы тока при движении ползунка реостата справа налево. На рисунке 2 представлены графики, полученные при измерениях для двух различных источников напряжения.

![Рисунок](https://afb4a530-22b8-416e-b47b-cdbbbe63bf2f.selstorage.ru/files/2SejGe9zYL7ej5c3344Ku9JsVCigOlQKKHaNjRBP.jpg)

Вольтметр считать идеальным. Выберите все верные утверждения:

1) При силе тока 12 А вольтметр показывает значение ЭДС источника.
2) Ток короткого замыкания равен 12 А.
3) Во втором опыте сопротивление резистора уменьшалось с большей скоростью.
4) Во втором опыте ЭДС источника в 2 раза меньше, чем в первом.
5) В первом опыте ЭДС источника равна 5 В.

Accepted Answer

24

Answer

Идея решения: применить закон Ома для полной цепи и определить ЭДС и внутреннее сопротивление источника из графиков, затем проверить каждое утверждение.

Для цепи с источником ЭДС, внутренним сопротивлением $r$ и переменным сопротивлением $R$ справедливо:

$$U = \mathcal{E} - Ir$$

где $U$ — напряжение на реостате, $I$ — ток в цепи, $\mathcal{E}$ — ЭДС источника.

Это уравнение прямой линии: при увеличении $I$ напряжение $U$ линейно убывает. Пересечение с осью напряжений (при $I = 0$) даёт $\mathcal{E}$, пересечение с осью токов (при $U = 0$) даёт ток короткого замыкания $I_{кз} = \mathcal{E}/r$.

**Для первого опыта (график 1):**
- При $I = 0$: $U = 10$ В, следовательно, $\mathcal{E}_1 = 10$ В.
- При $U = 0$: $I = 10$ А, следовательно, $I_{кз,1} = 10$ А.
- Внутреннее сопротивление: $r_1 = \mathcal{E}_1 / I_{кз,1} = 10 / 10 = 1$ Ом.

**Для второго опыта (график 2):**
- При $I = 0$: $U = 5$ В, следовательно, $\mathcal{E}_2 = 5$ В.
- При $U = 0$: $I = 10$ А, следовательно, $I_{кз,2} = 10$ А.
- Внутреннее сопротивление: $r_2 = \mathcal{E}_2 / I_{кз,2} = 5 / 10 = 0{,}5$ Ом.

1) При $I = 12$ А вольтметр показывает ЭДС. Из графиков видно, что оба графика заканчиваются при $I = 10$ А (ток короткого замыкания). При $I = 12$ А цепь не может работать. **Неверно.**

2) Ток короткого замыкания равен 12 А. Из графиков: $I_{кз,1} = 10$ А и $I_{кз,2} = 10$ А. **Неверно.**

3) Во втором опыте сопротивление резистора уменьшалось с большей скоростью. Наклон графика характеризует скорость изменения: $\frac{dU}{dI} = -r$. Для первого опыта наклон $-1$ Ом, для второго $-0{,}5$ Ом. Второй график менее крутой, значит, сопротивление уменьшалось медленнее. **Неверно.**

4) Во втором опыте ЭДС в 2 раза меньше, чем в первом. $\mathcal{E}_1 = 10$ В, $\mathcal{E}_2 = 5$ В, отношение $\mathcal{E}_1 / \mathcal{E}_2 = 2$. **Верно.**

5) В первом опыте ЭДС равна 5 В. Из графика 1: $\mathcal{E}_1 = 10$ В. **Неверно.**

Задание №14Электродинамика: поля и токиЕГЭ по физике