Цепь с неизвестным устройством
4/10В электрическую цепь (рис. 29.11) включено устройство \(P\) с неизвестной электрической схемой. Параметры цепи: \(\mathcal{E}_1 = 20\) В, \(\mathcal{E}_2 = 10\) В, \(r_1 = 2\) Ом, \(r_2 = 1\) Ом, \(R_1 = 8\) Ом, \(R_2 = 9\) Ом. При подсоединении к клеммам \(A_1B_1\) и \(A_2B_2\) идеальных вольтметров они показали одинаковое напряжение. Чему оно равно?

▶Показать разборСкрыть разбор
ОтветВозможны два значения: \(U_1 = 34\) В (при \(I_{01} = 51\) А) и \(U_2 = \dfrac{34}{3}\) В (при \(I_{02} = \dfrac{17}{3}\) А).
РешениеЗададим направления токов \(I_1\), \(I_2\), \(I_0\) (рис. 159). По второму правилу Кирхгофа имеем \[\mathcal{E}_1 + \mathcal{E}_2 = I_1(R_1 + r_1) + I_2(R_2 + r_2),\] по первому правилу Кирхгофа \[I_1 = I_0 + I_2.\] Чтобы избежать громоздких выкладок, удобно сразу подставить в эти соотношения числовые значения параметров. Это дает \[I_1 = \dfrac{3\text{ А} + I_0}{2},\quad I_2 = \dfrac{3\text{ А} - I_0}{2}.\] По условию \[U = |I_1r_1 - \mathcal{E}_1| = |I_2r_2 - \mathcal{E}_2|.\] С учетом выражений для \(I_1\) и \(I_2\) запишем \[U = |I_0 - 17\text{ А}| = \dfrac12\,|I_0 + 17\text{ А}|.\] Отсюда получаем два значения \(I_0\): \[I_{01} = 51\text{ А},\quad I_{02} = \dfrac{17}{3}\text{ А}\] и два значения напряжения на вольтметрах: \[U_1 = 34\text{ В},\quad U_2 = \dfrac{34}{3}\text{ В}.\]

Похожие задачи
- Амперметр в цепи (C3) ЕГЭ 2008, 11 кл.
- Вольтметр в двух схемах (C4) ЕГЭ 2009, 11 кл.
- Мощность на резисторе R1 ЕГЭ 2014, 11 кл.
- Схема с конденсаторами Ведомственная 2018/19, 11 кл.
- Ток через резистор не идёт Физтех 2023/24, 11 кл.
- Амперметры в цепи ВсОШ 1991/92, 9 кл.