Какое значение покажет вольтметр, сопротивление которого R(v) = 500 Ом, если он подключен к одной из клемм потенциометра с сопротивлением R = 100 Ом и батарее с ЭДС Е = 150 В и внутренним сопротивлением r = 50 Ом, при условии, что подвижной контакт установлен посередине потенциометра?

Физика 10 класс Электрические цепи вольтметр значение сопротивление потенциометра ЭДС батареи внутреннее сопротивление подвижной контакт физика электричества Новый

Для решения этой задачи сначала необходимо понять, как устроена схема с потенциометром и как подключены вольтметр и батарея. Давайте разберем шаги по нахождению значения, которое покажет вольтметр.

1. Определим общее сопротивление цепи. В данной задаче у нас есть батарея с ЭДС Е = 150 В и внутренним сопротивлением r = 50 Ом, а также потенциометр с сопротивлением R = 100 Ом. Поскольку подвижной контакт установлен посередине, то сопротивление, на которое будет делиться напряжение, составляет R/2 = 50 Ом.
2. Найдем эквивалентное сопротивление цепи. Общее сопротивление цепи будет равно внутреннему сопротивлению батареи плюс сопротивление, на которое делится напряжение. Таким образом, общее сопротивление:
   • R(total) = r + R/2 = 50 Ом + 50 Ом = 100 Ом.
3. Вычислим ток в цепи. Используем закон Ома для всей цепи:
   • I = E / R(total) = 150 В / 100 Ом = 1.5 А.
4. Определим напряжение на подвижном контакте потенциометра. Поскольку подвижной контакт установлен посередине, напряжение на нем будет равно половине напряжения, которое падает на потенциометр:
   • U(potential) = I * (R/2) = 1.5 А * 50 Ом = 75 В.
5. Учтем сопротивление вольтметра. Вольтметр имеет сопротивление R(v) = 500 Ом и подключен параллельно к подвижному контакту потенциометра. Чтобы найти общее напряжение, которое покажет вольтметр, нужно использовать формулу для напряжения в параллельной цепи. Сопротивление вольтметра значительно больше, чем сопротивление потенциометра, поэтому можно считать, что вольтметр будет "забирать" незначительную часть тока.
   • Напряжение на вольтметре U(v) можно найти по формуле делителя напряжения:
   • U(v) = U(potential) * (R(v) / (R(v) + R/2)) = 75 В * (500 Ом / (500 Ом + 50 Ом)) = 75 В * (500/550) = 75 В * (10/11) ≈ 68.18 В.

Таким образом, значение, которое покажет вольтметр, составляет примерно 68.18 В.