Тип 21 № 19712 
Молекулярная физика−электродинамика. Качественная задача. Электричество и магнетизм
i
В цепи, схема которой изображена на рисунке, идеальный источник питания с ЭДС 
присоединен к цепочке из двух последовательно соединенных резисторов. Левый резистор имеет постоянное сопротивление R1, а правый резистор представляет собой реостат с полным сопротивлением R2 = R1. Сопротивление Rx реостата между его левым контактом и «ползунком» прямо пропорционально расстоянию x между ними (см. рис.). Амперметр и вольтметр также идеальные. Объясните, как и почему будет изменяться сила тока, текущего через амперметр, если перемещать ползунок от правого до левого конца реостата? Определите, во сколько раз при этом изменится сила тока. Постройте график зависимости напряжения U, регистрируемого вольтметром, от сопротивления Rx. На этом графике поставьте точку, которая соответствует середине реостата, и определите показание вольтметра при данном значении Rx.
Решение. 
1. При перемещении ползунка от правого до левого конца реостата сила тока, текущего через амперметр, будет увеличиваться, так как сопротивление цепи будет уменьшаться (в соответствии с законом Ома для полной цепи и зависимостью сопротивления провода от его длины).
2. Поскольку измерительные приборы идеальные, то ток I в цепи течет через резистор R1, часть резистора R2, сопротивление которой равно Rx, и амперметр с нулевым сопротивлением.
3. Согласно законам Ома для полной цепи и для участка цепи:
а напряжение, фиксируемое вольтметром, равно:
4. Поскольку при максимальном x сопротивление 
а при 
сопротивление 
то искомое отношение:
График зависимости U(Rx) изображен на рисунке: это кривая с «выпуклостью» вниз, идущая от при Rx = 0 до 
при Rx = R1. Середине реостата соответствует R2 = R1/2, и U(R1/2) = 
Критерии проверки:| Критерии оценивания выполнения задания | Баллы |
|---|
| Приведено полное правильное решение, включающее правильный ответ (в данном случае: п. 3 и п. 4) и исчерпывающие верные рассуждения с прямым указанием наблюдаемых явлений и закономерностей: (в данном случае: на основании закона Ома для полной цепи сила тока увеличивается при уменьшении сопротивления цепи; использованы закон Ома для участка цепи и для полной цепи). | 3 |
| Дан правильный ответ и приведено объяснение, но в решении имеются один или несколько из следующих недостатков. В объяснении не указано или не используется одно из физических явлений, свойств, определений или один из законов (формул), необходимых для полного верного объяснения. (Утверждение, лежащее в основе объяснения, не подкреплено соответствующим законом, свойством, явлением, определением и т. п.) И (ИЛИ) Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но в них содержится один логический недочет. И (ИЛИ) В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения (не зачеркнуты; не заключены в скобки, рамку и т. п.). И (ИЛИ) В решении имеется неточность в указании на одно из физических явлений, свойств, определений, законов (формул), необходимых для полного верного объяснения. | 2 |
| Представлено решение, соответствующее одному из следующих случаев. Дан правильный ответ на вопрос задания и приведено объяснение, но в нем не указаны два явления или физических закона, необходимых для полного верного объяснения. ИЛИ Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но имеющиеся рассуждения, направленные на получение ответа на вопрос задания, не доведены до конца. ИЛИ Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но имеющиеся рассуждения, приводящие к ответу, содержат ошибки. ИЛИ Указаны не все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но имеются верные рассуждения, направленные на решение задачи. | 1 |
| Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла. | 0 |
| Максимальный балл | 3 |
а напряжение, фиксируемое вольтметром, равно:
