1) На рисунке показана схема электрической цепи, в которой установлены идеальные батарейки с напряжением U=9 В. Каково значение напряжения на резисторе 2R? Ответ представьте в вольтах, округлите до ближайшего целого числа.
2) В условиях предыдущей задачи определите разницу потенциалов между точками A и B (φA−φB). Ответ выразите в вольтах, округлите до ближайшего целого числа.
2) В условиях предыдущей задачи определите разницу потенциалов между точками A и B (φA−φB). Ответ выразите в вольтах, округлите до ближайшего целого числа.
Максимович
1) Чтобы решить задачу, мы можем использовать закон Ома для электрических цепей. Закон Ома гласит, что сила тока в цепи (I) равна отношению напряжения на резисторе (U) к его сопротивлению (R): I = U/R. Мы знаем, что у нас есть две идеальные батарейки с напряжением U = 9 В, поэтому общее напряжение в цепи составит 9 В.
Теперь нам нужно определить сопротивление резистора 2R. По схеме видно, что параллельно с резистором 2R установлен резистор R. В параллельных соединениях сопротивления складываются по формуле: 1/Rпар = 1/R1 + 1/R2. В данном случае, если обозначить сопротивление резистора 2R как R2, то имеем: 1/Rпар = 1/R + 1/R2.
Применяя эту формулу, мы можем посчитать общее сопротивление параллельного соединения резисторов R и 2R:
1/Rпар = 1/R + 1/2R = (2 + 1)/2R = 3/2R.
Так как нам нужно значение сопротивления резистора 2R, то можем выразить его:
1/2R = 3/2R - 1/R = (3 - 2)/2R = 1/2R.
Тогда получаем:
2R = 2R/1 = 1/(1/2R) = 1/(3/2R) = (2R * 2)/(3R) = 4R/3R = 4/3.
Теперь у нас есть значение сопротивления резистора 2R, которое равно 4/3 сопротивления R. Мы также знаем, что общее напряжение в цепи составляет 9 В. Используя закон Ома, мы можем найти напряжение на резисторе 2R:
U2R = I * 2R = U * (2R/(R + 2R)) = 9 В * (2/3) = 6 В.
Таким образом, значение напряжения на резисторе 2R составляет 6 В (вольт).
2) Для определения разницы потенциалов между точками A и B (φA−φB) мы можем использовать закон Кирхгофа обратимости. Закон Кирхгофа обратимости утверждает, что сумма разности потенциалов в замкнутом контуре равна нулю.
В нашем случае, мы можем выбрать замкнутый контур, состоящий из пути от точки A до точки B через резистор 2R, затем через идеальную батарейку, затем через резистор R и наконец через вторую идеальную батарейку. Таким образом, мы получаем следующую сумму разностей потенциалов: φA−φB = U2R - U - UR, где U2R = 6 В - напряжение на резисторе 2R (полученное в предыдущем вопросе), U = 9 В - напряжение на первой идеальной батарейке, UR - напряжение на резисторе R.
Чтобы найти напряжение на резисторе R, мы можем использовать аналогичные шаги, как и для первого вопроса, и находим, что напряжение на резисторе R также составляет 6 В.
Теперь мы можем вычислить разность потенциалов между точками A и B:
φA−φB = U2R - U - UR = 6 В - 9 В - 6 В = -9 В.
Таким образом, разность потенциалов между точками A и B (φA−φB) составляет -9 В (вольт) или можно сказать, что потенциал в точке B ниже, чем в точке A, на 9 В (вольт).
Теперь нам нужно определить сопротивление резистора 2R. По схеме видно, что параллельно с резистором 2R установлен резистор R. В параллельных соединениях сопротивления складываются по формуле: 1/Rпар = 1/R1 + 1/R2. В данном случае, если обозначить сопротивление резистора 2R как R2, то имеем: 1/Rпар = 1/R + 1/R2.
Применяя эту формулу, мы можем посчитать общее сопротивление параллельного соединения резисторов R и 2R:
1/Rпар = 1/R + 1/2R = (2 + 1)/2R = 3/2R.
Так как нам нужно значение сопротивления резистора 2R, то можем выразить его:
1/2R = 3/2R - 1/R = (3 - 2)/2R = 1/2R.
Тогда получаем:
2R = 2R/1 = 1/(1/2R) = 1/(3/2R) = (2R * 2)/(3R) = 4R/3R = 4/3.
Теперь у нас есть значение сопротивления резистора 2R, которое равно 4/3 сопротивления R. Мы также знаем, что общее напряжение в цепи составляет 9 В. Используя закон Ома, мы можем найти напряжение на резисторе 2R:
U2R = I * 2R = U * (2R/(R + 2R)) = 9 В * (2/3) = 6 В.
Таким образом, значение напряжения на резисторе 2R составляет 6 В (вольт).
2) Для определения разницы потенциалов между точками A и B (φA−φB) мы можем использовать закон Кирхгофа обратимости. Закон Кирхгофа обратимости утверждает, что сумма разности потенциалов в замкнутом контуре равна нулю.
В нашем случае, мы можем выбрать замкнутый контур, состоящий из пути от точки A до точки B через резистор 2R, затем через идеальную батарейку, затем через резистор R и наконец через вторую идеальную батарейку. Таким образом, мы получаем следующую сумму разностей потенциалов: φA−φB = U2R - U - UR, где U2R = 6 В - напряжение на резисторе 2R (полученное в предыдущем вопросе), U = 9 В - напряжение на первой идеальной батарейке, UR - напряжение на резисторе R.
Чтобы найти напряжение на резисторе R, мы можем использовать аналогичные шаги, как и для первого вопроса, и находим, что напряжение на резисторе R также составляет 6 В.
Теперь мы можем вычислить разность потенциалов между точками A и B:
φA−φB = U2R - U - UR = 6 В - 9 В - 6 В = -9 В.
Таким образом, разность потенциалов между точками A и B (φA−φB) составляет -9 В (вольт) или можно сказать, что потенциал в точке B ниже, чем в точке A, на 9 В (вольт).
Знаешь ответ?