Решение: Исследование зависимости силы тока
Ученик изучает законы постоянного тока. В его распоряжении имеются пять аналогичных электрических цепей с различными источниками и внешними сопротивлениями, характеристики которых указаны в таблице. Какие две цепи необходимо взять, чтобы на опыте исследовать зависимость силы тока, протекающего в цепи, от внутреннего сопротивления источника?
| № цепи | ЭДС источника $\varepsilon$, В | Внутреннее сопротивление источника $r$, Ом | Внешнее сопротивление $R$, Ом |
|---|---|---|---|
| 1 | 12 | 2 | 30 |
| 2 | 24 | 5 | 25 |
| 3 | 18 | 4 | 25 |
| 4 | 12 | 5 | 30 |
| 5 | 24 | 2 | 40 |
Решение по шагам
3 шагаСила тока в полной электрической цепи определяется законом Ома для полной цепи.
$$I = \dfrac{\varepsilon}{R + r}$$Чтобы исследовать зависимость силы тока от внутреннего сопротивления $r$, необходимо выбрать цепи с одинаковыми ЭДС $\varepsilon$ и внешними сопротивлениями $R$, но с различными $r$.
Цепи 1 и 4 имеют одинаковые значения $\varepsilon = 12\ \text{В}$ и $R = 30\ \text{Ом}$, а их внутренние сопротивления различны: $r_1 = 2\ \text{Ом}$ и $r_4 = 5\ \text{Ом}$.
Где здесь ошибаются
Выбирают цепи с одинаковым внутренним сопротивлением вместо разных.
Не учитывают, что ЭДС и внешнее сопротивление должны оставаться постоянными.