Реостат и вольтметр
3/10В схеме на рисунке сопротивление резистора и полное сопротивление реостата равны \(R\), ЭДС батарейки равна \(\varepsilon\), её внутреннее сопротивление ничтожно (\(r = 0\)). Как ведут себя (увеличиваются, уменьшаются, остаются постоянными) показания идеального вольтметра при перемещении движка реостата из крайнего верхнего в крайнее нижнее положение? Ответ поясните, указав, какие физические закономерности Вы использовали для объяснения.
▶Показать разборСкрыть разбор
ПодсказкаИдеальный вольтметр не пропускает ток; при \(r = 0\) напряжение на резисторе равно ЭДС.
ОтветПоказания вольтметра остаются постоянными и равны ЭДС \(\varepsilon\).
Решение1. Сопротивление идеального вольтметра считается бесконечно большим: он соответствует разрыву цепи. Поэтому ток через реостат при любом положении движка равен нулю, напряжение на его выводах \(U = I R_{реост} = 0\). Показания вольтметра при любом положении движка равны напряжению на резисторе \(R\).
2. Эквивалентная схема для расчёта напряжения на резисторе \(R\) — батарейка и резистор \(R\) (см. рисунок). По закону Ома для полной цепи \(I = \dfrac{\varepsilon}{r+R}\). При \(r = 0\) получаем \(I = \dfrac{\varepsilon}{R}\), а напряжение на резисторе \(U_R = IR = \varepsilon\).
3. Таким образом, при любом положении движка реостата показания вольтметра равны ЭДС источника \(\varepsilon\), то есть остаются постоянными.
