Решение: Показания вольтметра в реостате
В схеме на рисунке сопротивление резистора и полное сопротивление реостата равны $R$, ЭДС батарейки равна $E$, её внутреннее сопротивление ничтожно: $r=0$. Как ведут себя показания идеального вольтметра при перемещении движка реостата из крайнего верхнего в крайнее нижнее положение? Ответ поясните, указав физические закономерности, использованные для объяснения.
Решение по шагам
4 шагаРезистор и реостат подключены параллельно к идеальной батарее. Поэтому напряжение на полном реостате постоянно и равно ЭДС батареи.
$$U_{\text{реостата}}=E$$Полное сопротивление реостата равно $R$, поэтому сила тока в ветви реостата постоянна.
$$I=\dfrac{E}{R}$$Вольтметр подключён между верхним выводом реостата и его движком. Он измеряет напряжение на верхней части реостата с сопротивлением $R_1$.
$$U_V=IR_1=\dfrac{E}{R}R_1$$При перемещении движка из крайнего верхнего положения в крайнее нижнее длина верхней части реостата, а значит и её сопротивление $R_1$, увеличивается от $0$ до $R$. Следовательно, показания вольтметра увеличиваются от $0$ до $E$.
Показания идеального вольтметра увеличиваются: от $0$ в крайнем верхнем положении движка до $E$ в крайнем нижнем положении.
Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.
Где здесь ошибаются
Считать, что при перемещении движка изменяется полное сопротивление реостата.
Утверждать, что напряжение на реостате изменяется, хотя реостат подключён непосредственно к идеальной батарее.
Забывать, что идеальный вольтметр не потребляет ток.