Сборник задач по физике с примерами решений. Молекулярная физика и термодинамика. Электромагнетизм. Александров В.Н - 63 стр.

UptoLike

62
А
В
1
,r
1
2
,r
2
Рис.8.10
ределите разность потенциалов между точками А и В. Как изменятся ре-
зультаты, если источники будут иметь одинаковые ЭДС и внутренние
сопротивления?
Дано:
1
=1,5В;
=1,6В; r
1
=0,6 Ом; r
2
=0,4 Ом.
Найти:

АВ
.
Решение
Рассмотрим два участка этой цепи между
точками А) и В): участок А
1
В и участок В
2
А.
Оба этих участка содержат ЭДС и, следовательно,
являются участками неоднородной цепи.
Применим к ним закон Ома (8.6б). Выберем направление обхода цепи
по часовой стрелке.
Для участка А
1
В запишем:
1BA1
rI
. (1)
Для участка В
А запишем:
2АВ2
rI
. (2)
Решив совместно уравнения (1) и (2), получим искомое выражение для
разности потенциалов:
В36,0
4,06,0
4,05,16,06,1
rr
rr
21
2112
ВА
. (3)
Если бы источники имели одинаковые ЭДС и внутренние сопротивле-
ния, т.е.
1
=
2
=
и r
1
=r
2
=r, то, как видно из (3), искомая разность по-
тенциалов оказалась бы равной нулю.
Ответ: а)
А
В
=0,36В; б)
А
В
=0В.
8.11 Батарея гальванических элементов замкнута на внешнее сопротивление
R
1
=10 Ом и дает ток I
1
=3А. Если вместо сопротивления R
1
включить со-
противление R
2
=20 Ом, то ток станет равным I
2
=1,6А. Найти Э.Д.С. и
внутреннее сопротивление батареи. (Ответ: 34,3 В; 1,43 Ом).
8.12 Два последовательно соединенных одном направлении) элемента с
одинаковыми ЭДС
1
=
2
=2В и внутренними сопротивлениями r
1
=1Ом
и r
2
=1,5 Ом замкнуты на внешнее сопротивление R=0,5 Ом. Найти раз-
ность потенциалов на зажимах каждого элемента. (Ответ: U
АВ
=0,66В;
U
ВС
=0В).
8.13 Определить ток короткого замыкания источника ЭДС, если при внешнем
сопротивлении R
1
=50 Ом ток в цепи I
1
=0,2А, а при R
2
=110 Ом ток в цепи
I
2
=0,1А. твет: 1,).
8.14 Какой длины медный провод диаметром 0,2мм надо взять, чтобы, исполь-
зуя его в качестве шунта, расширить в 10 раз предел измерения ампер-
метра с внутренним сопротивлением r=0,8Ом? (Ответ: 17,45см).
8.15 Микроамперметр с внутренним сопротивлением r=500 Ом рассчитан на
     ределите разность потенциалов между точками А и В. Как изменятся ре-
     зультаты, если источники будут иметь одинаковые ЭДС и внутренние
     сопротивления?
     Дано: 1 =1,5В;  2 =1,6В; r1=0,6 Ом; r2=0,4 Ом.           1 ,r1
     Найти: АВ.
                                                                 А                          В
                              Решение
                                                                                 2   ,r2
          Рассмотрим два участка этой цепи между
     точками А) и В): участок А 1 В и участок В  2 А.                     Рис.8.10
     Оба этих участка содержат ЭДС и, следовательно,
     являются участками неоднородной цепи.
          Применим к ним закон Ома (8.6б). Выберем направление обхода цепи
     по часовой стрелке.
          Для участка А 1 В запишем:
                                     I  r1   A   B    1 .                   (1)
          Для участка В  2 А запишем:
                                     I  r2   В   А    2 .                   (2)
          Решив совместно уравнения (1) и (2), получим искомое выражение для
     разности потенциалов:
                                  r  r 1,6  0 ,6  1,5  0 ,4
                     А  В  2 1 1 2                             0 ,36 В .        (3)
                                   r1  r2           0 ,6  0 ,4
          Если бы источники имели одинаковые ЭДС и внутренние сопротивле-
     ния, т.е. 1 =  2 =  3 и r1=r2=r, то, как видно из (3), искомая разность по-
     тенциалов оказалась бы равной нулю.
     Ответ: а)А–В=0,36В; б) А–В=0В.
8.11 Батарея гальванических элементов замкнута на внешнее сопротивление
     R1=10 Ом и дает ток I1=3А. Если вместо сопротивления R1 включить со-
     противление R2=20 Ом, то ток станет равным I2=1,6А. Найти Э.Д.С. и
     внутреннее сопротивление батареи. (Ответ: 34,3 В; 1,43 Ом).
8.12 Два последовательно соединенных (в одном направлении) элемента с
     одинаковыми ЭДС 1 =  2 =2В и внутренними сопротивлениями r1=1Ом
     и r2=1,5 Ом замкнуты на внешнее сопротивление R=0,5 Ом. Найти раз-
     ность потенциалов на зажимах каждого элемента. (Ответ: UАВ=0,66В;
     UВС=0В).
8.13 Определить ток короткого замыкания источника ЭДС, если при внешнем
     сопротивлении R1=50 Ом ток в цепи I1=0,2А, а при R2=110 Ом ток в цепи
     I2=0,1А. (Ответ: 1,2А).
8.14 Какой длины медный провод диаметром 0,2мм надо взять, чтобы, исполь-
     зуя его в качестве шунта, расширить в 10 раз предел измерения ампер-
     метра с внутренним сопротивлением r=0,8Ом? (Ответ: 17,45см).
8.15 Микроамперметр с внутренним сопротивлением r=500 Ом рассчитан на
62