Школьник собрал схему, изображенную на первом рисунке. После ее подключения к идеальному источнику постоянного напряжения оказалось, что амперметр показывает ток а вольтметр — напряжение
Когда школьник переключил один из проводников вольтметра от точки 1 к точке 2 (см. второй рисунок), вольтметр стал показывать напряжение
а амперметр — ток
Во сколько раз сопротивление вольтметра больше сопротивления амперметра?
Решение. Вольтметр в первом случае показывает постоянное напряжение источника, равное Во втором случае это напряжение равно, очевидно, сумме падения напряжения на амперметре и показаний вольтметра:
откуда
и по закону Ома сопротивление амперметра, через который течет ток
равно
В первом случае по закону Ома для участка цепи, содержащего резисторы, откуда
Во втором случае ток разветвляется в точке 2 на два тока — через вольтметр и через резистор, равные в сумме току по закону сохранения электрического заряда для цепей постоянного тока. Поэтому ток через вольтметр равен
так что сопротивление вольтметра равно
Подставляя все записанные выражения, получаем:
Таким образом, сопротивление вольтметра больше сопротивления амперметра примерно в 2360 раз.
Ответ:
| Критерии оценивания выполнения задания | Баллы |
|---|---|
| Приведено полное решение, включающее следующие элементы: I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном случае - закон Ома для участка цепи, содержащего резисторы, и связь сил тока в разветвленной цепи как следствие закона сохранения электрического заряда для цепей постоянного тока): II) описаны все вводимые в решение буквенные обозначения физических величин {за исключением, возможно, обозначений констант, указанных в варианте КИМ, и обозначений, используемых в условии задачи): III) проведены необходимые математические преобразования (допускается вербальное указание на их проведение) и расчеты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями); IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины. | 3 |
| Правильно записаны необходимые положения теории и физические законы, закономерности, проведены необходимые преобразования и представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины. Но имеется один из следующих недостатков. Записи, соответствующие одному или обоим пунктам: II и III -представлены не в полном объеме или отсутствуют. ИЛИ При ПОЛНОМ правильном решении лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), не отделены от решения (не зачеркнуты, не заключены в скобки, рамку и т. п.). ИЛИ При ПОЛНОМ решении в необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) преобразования/вычисления не доведены до конца. ИЛИ При ПОЛНОМ решении отсутствует пункт IV, или в нем допущена ошибка. | 2 |
| Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев. Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи, и ответа. ИЛИ В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решения задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи. ИЛИ В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения задачи (или утверждении, лежащем в основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи. | 1 |
| Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла. | 0 |
| Максимальный балл | 3 |
PDF-версии: 