Завдання з реостатом і вольтметром
Завдання С1 для підготовки до ЄДІ з фізики. Завдання з реостатом.
На схемі на малюнку опір резистора і повний опір реостата рівні R, ЕРС батарейки дорівнює Е, її внутрішній опір мізерно мало. Як поводяться (збільшуються, зменшуються, залишаються незмінними) показання ідеального вольтметра при переміщенні повзунка реостата з крайнього верхнього в крайнє нижнє положення? Відповідь поясніть, вказавши, які фізичні закономірності Ви використовували для пояснення.
Для відповіді на питання, перш за все потрібно мати чітке уявлення, що таке реостат. та й знання поняття «ідеальний вольтметр» - теж не завадить.
У завданнях, де присутній ідеальний вольтметр, опір цього приладу електровимірювання вважається нескінченно великою, а отже багато більше опору реостата, включеного послідовно з вольтметром.
Коли повзунок знаходиться в крайньому верхньому положенні, опір реостата дорівнює R, а опір зовнішньої гілки (складається з реостата і вольтметра) нескінченно велика. Струм піде тільки по резистору, а вольтметр показуватиме напруга на цьому резисторі, рівне ЕРС джерела струму, так як внутрішнім опором джерела струму ми нехтуємо.
При переміщенні повзунка реостата вниз, його опір зменшується, так як довжина активної частини зменшується. І коли повзунок реостата досягає крайнього нижнього положення, його опір стає дорівнює нулю, а струм знову буде протікати тільки через резистор - по зовнішньої гілці струм не йде. І знову вольтметр показуватиме напруга на резисторі, рівне ЕРС джерела струму.
Тобто, згідно з наведеними міркувань, показання ідеального вольтметра не зміняться.
Якщо вольтметр - не ідеальний, то він буде мати кінцевим електричним опором, і для відповіді на питання треба буде використовувати закони постійного струму.