РУҚА
25

Решение: ЭДС батареи с реостатом

ЕГЭ · Физика · Задание 25 · Электрический ток и цепи
ПовышеннаяФИПИCFE0ACРазвёрнутое решение≈ 5 минутРазбор в 5 шагов
Условие

Батарея ЭДС соединена с реостатом так, как показано на рисунке. Какова ЭДС батареи, если при силе тока в цепи $I_1 = 1\ \text{А}$ выделяемая на реостате мощность $N_1 = 4\ \text{Вт}$, а при силе тока $I_2 = 5\ \text{А}$ выделяемая на реостате мощность $N_2 = 10\ \text{Вт}$?

Открыть задачу и решить самому
Дальше ответЕсли ещё решаете — начните с подсказок: они ведут к ответу, но не выдают его.
К подсказкам

Решение по шагам

5 шагов
1

Мощность, выделяемая на реостате, определяется формулой $N = I^2R$. Поэтому сопротивления реостата в двух режимах равны:

$$R_1 = \frac{N_1}{I_1^2} = \frac{4}{1^2} = 4\ \text{Ом},\qquad R_2 = \frac{N_2}{I_2^2} = \frac{10}{5^2} = 0{,}4\ \text{Ом}$$
2

Для полной цепи с внутренним сопротивлением батареи $r$ применим закон Ома:

$$\mathcal{E} = I(R+r)$$
3

ЭДС батареи постоянна, поэтому для двух режимов:

$$I_1(R_1+r)=I_2(R_2+r)$$
4

Подставим известные значения и найдём внутреннее сопротивление батареи:

$$1(4+r)=5(0{,}4+r),\qquad 4+r=2+5r,\qquad r=0{,}5\ \text{Ом}$$

Вычислим ЭДС по первому режиму:

$$\mathcal{E}=I_1(R_1+r)=1\cdot(4+0{,}5)=4{,}5\ \text{В}$$
Ответ

ЭДС батареи равна $4{,}5\ \text{В}$.

Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.

Где здесь ошибаются

Используют формулу $N = IR$ вместо $N = I^2R$.

Не учитывают внутреннее сопротивление батареи.

Подставляют сопротивление реостата из одного режима в другой, хотя оно изменяется.

Закрепить приёмВ теме «Электрический ток и цепи» ещё 204 задачи — с ответом и таким же разбором.
Тренироваться

Как решать задание 25 ЕГЭ, физика

Разбор этой задачи разложен на 5 шагов: видно, откуда берётся каждое число и где теряется балл. Ответ приведён рядом с выкладками, а не вместо них.

Задача из темы «Электрический ток и цепи»: в ней 205 задач, и у каждой есть такой же разбор. Регистрация не нужна.