Question

Ученик исследует законы постоянного тока. В его распоряжении пять одинаковых электрических цепей (см. рис.) с различными источниками и внешними сопротивлениями. Параметры цепей приведены в таблице:

| № цепи | ЭДС источника $\mathcal{E}$, В | Внутреннее сопротивление $r$, Ом | Внешнее сопротивление $R$, Ом |
| --- | --- | --- | --- |
| 1 | 9 | 1,0 | 5 |
| 2 | 6 | 0,5 | 8 |
| 3 | 8 | 1,5 | 8 |
| 4 | 9 | 1,5 | 5 |
| 5 | 6 | 0,5 | 16 |

Какие две цепи необходимо выбрать, чтобы экспериментально обнаружить зависимость силы тока от внешнего сопротивления? Запишите номера выбранных цепей.

![](url)

![Рисунок](https://afb4a530-22b8-416e-b47b-cdbbbe63bf2f.selstorage.ru/files/5bztV9CGzH1GLJvT6NfYrXkeiYJWisAqNn6aPPk4.webp)

Accepted Answer

25

Answer

Идея решения: для выявления зависимости силы тока от внешнего сопротивления нужно выбрать две цепи с одинаковыми параметрами источника (ЭДС и внутреннее сопротивление), но различными внешними сопротивлениями.

По закону Ома для полной цепи:

$$I = \frac{\mathcal{E}}{R + r}$$

При фиксированных $\mathcal{E}$ и $r$ ток зависит только от $R$: с увеличением $R$ ток уменьшается. Чтобы эта зависимость была видна в опыте, необходимо исключить влияние других параметров.

Проверим пары цепей по совпадению $\mathcal{E}$ и $r$:

- Цепи 1 и 4: $\mathcal{E} = 9$ В, но $r_1 = 1{,}0$ Ом, $r_4 = 1{,}5$ Ом — не совпадают.
- Цепи 2 и 5: $\mathcal{E} = 6$ В, $r_2 = 0{,}5$ Ом, $r_5 = 0{,}5$ Ом — совпадают! Внешние сопротивления: $R_2 = 8$ Ом, $R_5 = 16$ Ом — различаются.

Для цепей 2 и 5:

$$I_2 = \frac{6}{8 + 0{,}5} = \frac{6}{8{,}5} \approx 0{,}71 	ext{ А}$$

$$I_5 = \frac{6}{16 + 0{,}5} = \frac{6}{16{,}5} \approx 0{,}36 	ext{ А}$$

При одинаковых источниках ток в цепи 5 меньше, чем в цепи 2, что демонстрирует обратную зависимость тока от внешнего сопротивления.

Задание №20Методы научного познанияЕГЭ по физике