Средний резистор в цепи
Изображенная на рисунке цепь содержит гальванический элемент, создающий независимо от тока напряжение \(U\), и три резистора. Включенный параллельно среднему резистору идеальный вольтметр показывает напряжение \(V\). Если его заменить на идеальный амперметр, то последний будет показывать ток \(J\). Определите сопротивление среднего резистора.

▶ПодсказкаСкрыть: подсказка
ПодсказкаЗапишите ток в цепи при подключённом вольтметре и показание вольтметра через \(R_2\). Затем учтите, что амперметр закорачивает средний резистор, и составьте второе уравнение. Из двух уравнений исключите сумму \(R_1+R_3\).
▶ОтветСкрыть: ответ
Ответ\(R_2=\dfrac{UV}{J(U-V)}\).
▶РешениеСкрыть: решение
Решение1) Обозначим сопротивления резисторов слева направо \(R_1\), \(R_2\), \(R_3\). С вольтметром все резисторы включены последовательно (вольтметр не пропускает ток): ток \(I=\dfrac{U}{R_1+R_2+R_3}\), а показание вольтметра \(V=IR_2\).
2) Амперметр включается параллельно \(R_2\) и имеет пренебрежимо малое сопротивление, поэтому \(R_2\) закорачивается, и ток в цепи \(J=\dfrac{U}{R_1+R_3}\). Отсюда \(R_1+R_3=\dfrac{U}{J}\).
3) Подставим это в выражение для \(V\): \(V=\dfrac{R_2U}{U/J+R_2}\). Отсюда \(VU/J=R_2(U-V)\) и \(R_2=\dfrac{UV}{J(U-V)}\).
Прочитали решение — спросите себя, как можно было до этого додуматься. А через день-два решите задачу заново, не подглядывая.
Похожие задачи
- Реостат и нагрузка Всесоюзная 1974/75, заключительный этап, 9 кл.
- Нулевой ток через резистор Всесоюзная 1979/80, заключительный этап, 9 кл.
- Цепь с двумя амперметрами ВсОШ 2009/10, региональный этап, 9 кл.
- Изучение батарейки Белорусская 2009/10, заключительный этап, 11 кл.
- ЭДС батареи МОШ 2010/11, отборочный этап, 11 кл.
- Два резистора МОШ 2010/11, отборочный этап, 9 кл.