Тема . №25 Электродинамика (Расчетная задача высокого уровня сложности)
.02 Электрический ток. Закон Ома
Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела №25 электродинамика (расчетная задача высокого уровня сложности)
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#13387

Одни и те же элементы соединены в электрическую цепь сначала по схеме 1, а затем по схеме 2 (см. рисунок). Сопротивление резистора равно R  , сопротивление амперметра R∕10  , сопротивление вольтметра 9R  . Каковы показания вольтметра в первой схеме, если во второй схеме они равны U2  ? Внутренним сопротивлением источника и сопротивлением проводов пренебречь.

PIC

Показать ответ и решение

Обозначим RA  – сопротивление амперметра, RV  – сопротивление вольтметра, ℰ     – ЭДС источника.
Найдем сопротивление цепи в схеме 1. Вольтметр и резистор подключены параллельно

  1    1    1
R--- = R-+ R--
  RV        V

RRV = R-⋅RV--
      R +RV

и к ним подключен амперметр

          R ⋅RV
R1 = RA+ R-+-RV-

Амперметр показывает силу тока во всей цепи:

I1 = ℰ-= -----ℰR-⋅R---.
     R1  RA + R-+-RV-
                   V

Вольтметр показывает напряжение на параллельном блоке:

U1 = I1RRV =-----ℰ------R-⋅RV--
            Ra + R-⋅RV-R + RV
                 R+ RV

Во второй схеме амперметр перемещается в параллельный блок. Найдем общее сопротивление

RRA = R +RA

     (R+-RA-)RV--
R2 = R+ RA + RV .

При этом через цепь течет ток

I2 = ℰ-= -----ℰ------.
     R2   (R-+RA-)RV--
          R+ RA + RV

А вольтметр показывает напряжение на всем участке

U2 = I2R2 = ℰ.

К этому же выводу можно было прийти не рассчитывая сопротивление цепи, заметив, что вольтметр подключался бы параллельно источнику напряжения.
Тогда

     ----ℰ------R-⋅RV--
     R + -R⋅RV--R +RV       R-⋅RV--
U1= --a--R-+-RV------- = ---R+-RV----
U2           ℰ           RA + R-⋅RV--
                              R +RV

С учетом условия

         -R⋅9R-
U  =U  --R-+-9R----= 9U2.
 1    2R-+ -R⋅9R-    10
       10  R + 9R
Ответ:
Критерии оценки

Критерии проверки

3 балла ставится за задачу если:

_________________________________________________________________________________________________________________
Приведено полное решение, включающее следующие элементы:

I) Записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном случае: закон Ома для полной цепи, закон Ома для участка цепи, формулы расчета сопротивления цепи при последовательном и параллельном соединении проводников)

II) Описаны все вводимые буквенные обозначения величин, кроме тех, которые приведены в условии задачи или представлены в виде констант в КИМ, стандартных обозначений величин, используемых при написании физических законов.(Введены обозначения для величин не входящих в КИМы)

III) Проведены необходимые математические преобразования и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями).

IV) Представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины.

2 балла ставится за задачу если:

_________________________________________________________________________________________________________________
Верно записаны все положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые преобразования, но имеются один или несколько из следующих недостатков:

Записи, соответствующие одному или обоим пунктам: II и III, – представлены не в полном объёме или отсутствуют.

И (ИЛИ)

При ПОЛНОМ правильном решении лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), не отделены от решения (не зачёркнуты; не заключены в скобки, рамку и т. п.).

И (ИЛИ)

При ПОЛНОМ решении в необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) преобразования/вычисления не доведены до конца.

И (ИЛИ)

При ПОЛНОМ решении отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка. (В ответе обязательны единицы измерений)

1 балл ставится за задачу если:

_________________________________________________________________________________________________________________
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.

Записаны только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо и достаточно для решения данной задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи.

ИЛИ

В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решении задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.

ИЛИ

В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения данной задачи (или в утверждении, лежащем в основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.

Во всех остальных случаях за задачу выставляется 0 баллов.

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 обучение
в Школково

Для детей ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Брянской областей, а также школьникам, находящимся в пунктах временного размещения Крыма обучение на платформе бесплатное.

Налоговые вычеты

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

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ или 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!