Вольтметр, который подключен последовательно с сопротивлением 10 Ом, показывает напряжение 200 В при напряжении в сети 240 В. Какое дополнительное сопротивление нужно подключить последовательно с вольтметром, чтобы он отобразил напряжение 100 В, когда будет подключен к той же сети?

Физика 11 класс Темы: "Электрические цепи вольтметр сопротивление напряжение подключение физика 11 класс закон Ома электрическая цепь расчет сопротивления Новый

Для решения этой задачи, давайте разберемся с тем, как работает вольтметр и как мы можем изменить его показания, добавив дополнительное сопротивление.

Итак, у нас есть вольтметр, подключенный последовательно с сопротивлением 10 Ом, и он показывает напряжение 200 В при напряжении в сети 240 В. Это означает, что вольтметр измеряет напряжение на своем сопротивлении, а оставшаяся часть напряжения падает на внешнем сопротивлении.

Давайте сначала найдем ток в цепи, когда вольтметр показывает 200 В:

1. Сопротивление вольтметра (R1) равно 10 Ом.
2. Напряжение на вольтметре (U1) равно 200 В.
3. Полное напряжение в сети (Uсеть) равно 240 В.
4. Сначала найдем ток (I) в цепи:

Согласно закону Ома, напряжение равно произведению тока и сопротивления:

I = U1 / R1 = 200 В / 10 Ом = 20 А.

Теперь найдем общее сопротивление (Rобщ) цепи, используя полное напряжение:

Uсеть = I * Rобщ, откуда Rобщ = Uсеть / I = 240 В / 20 А = 12 Ом.

Теперь, зная, что общее сопротивление состоит из сопротивления вольтметра и дополнительного сопротивления (Rдоп), мы можем записать:

Rобщ = R1 + Rдоп, откуда Rдоп = Rобщ - R1 = 12 Ом - 10 Ом = 2 Ом.

Теперь мы хотим, чтобы вольтметр показал 100 В при том же напряжении в сети (240 В). Для этого мы снова используем закон Ома:

1. Давайте найдем новый ток (I2), который необходим для измерения 100 В:

I2 = U2 / R1 = 100 В / 10 Ом = 10 А.

Теперь найдем новое общее сопротивление (Rобщ2):

Rобщ2 = Uсеть / I2 = 240 В / 10 А = 24 Ом.

Теперь мы можем найти новое дополнительное сопротивление (Rдоп2):

Rобщ2 = R1 + Rдоп2, откуда Rдоп2 = Rобщ2 - R1 = 24 Ом - 10 Ом = 14 Ом.

Таким образом, чтобы вольтметр показал напряжение 100 В, нам нужно подключить дополнительное сопротивление, равное 14 Ом.

Ответ: Необходимо подключить дополнительное сопротивление 14 Ом.