В ходе выполнения лабораторной работы по физике, Олег создал электрическую цепь, изображенную на изображении

В ходе выполнения лабораторной работы по физике, Олег создал электрическую цепь, изображенную на изображении. Он заметил, что при перемещении ползунка реостата справа налево показания амперметра уменьшаются: при максимальном правом положении ползунка, амперметр указывал 3 А, а при максимальном левом положении - 2 А. В процессе эксперимента возможны изменения сопротивления лампочки. Ваша задача - определить отношение сопротивления к максимальному сопротивлению реостата. Можно получить детальное решение?
Скользкий_Барон_1226

Скользкий_Барон_1226

Конечно! Давайте разберём задачу пошагово, чтобы было понятно.

1. Первым шагом необходимо понять, как изменение положения ползунка влияет на измерения амперметра. По условию задачи, при максимальном правом положении ползунка амперметр показывает 3 А, а при максимальном левом положении - 2 А. Это наблюдение говорит о том, что при увеличении сопротивления реостата, ток в цепи уменьшается.

2. Теперь нужно выразить отношение сопротивления к максимальному сопротивлению реостата. Пусть максимальное сопротивление реостата обозначается как \( R_{\text{max}} \), а сопротивление реостата в текущем положении ползунка - \( R \). Тогда отношение сопротивления к максимальному сопротивлению можно записать как:

\[
\frac{R}{R_{\text{max}}}
\]

3. Зная, что ток в цепи пропорционален обратному значению сопротивления, мы можем использовать закон Ома, который говорит, что сила тока (\( I \)) в цепи пропорциональна напряжению (\( U \)) и обратно пропорциональна сопротивлению (\( R \)). Таким образом, можно записать:

\[
I = \frac{U}{R}
\]

4. Используя полученные данные, давайте рассмотрим случай при максимальном правом положении ползунка, когда амперметр показал 3 А. В данном случае, сопротивление реостата будет равно нулю (так как амперметр подключен параллельно реостату) и обозначим его как \( R_1 \). Амперметр говорит о том, что ток в цепи (\( I_1 \)) равен 3 А. Тогда можно записать:

\[
I_1 = \frac{U}{R_1}
\]

5. Аналогично рассмотрим случай при максимальном левом положении ползунка, когда амперметр показал 2 А. В этом случае, сопротивление реостата будет максимальным (\( R_{\text{max}} \)) и обозначим его как \( R_2 \). Ток в цепи (\( I_2 \)) будет равен 2 А, поэтому можно записать:

\[
I_2 = \frac{U}{R_{\text{max}}}
\]

6. Теперь мы можем использовать данные о токах и связать их с отношением сопротивлений. Разделив уравнения для токов в цепи (\( I_1 \) и \( I_2 \)) и для отношения сопротивлений (\( \frac{R}{R_{\text{max}}} \)), получим:

\[
\frac{I_1}{I_2} = \frac{\frac{U}{R_1}}{\frac{U}{R_{\text{max}}}}
\]

7. Наблюдая, что \( U \) сокращается в числителе и знаменателе, можем упростить уравнение:

\[
\frac{I_1}{I_2} = \frac{R_{\text{max}}}{R_1}
\]

8. Заменим значения токов (\( I_1 = 3 \) А и \( I_2 = 2 \) А)):

\[
\frac{3}{2} = \frac{R_{\text{max}}}{R_1}
\]

9. Теперь, найденное уравнение можно решить относительно \( \frac{R}{R_{\text{max}}} \) (то есть отношения сопротивления к максимальному сопротивлению реостата):

\[
\frac{R}{R_{\text{max}}} = \frac{2}{3}
\]

Ответ: Отношение сопротивления к максимальному сопротивлению реостата равно \( \frac{2}{3} \).
Знаешь ответ?
Задать вопрос
Привет!
hello